Метод розрахунку теплообміну під час конденсації холодоагентів у середині горизонтальних труб у разі стратифікованого режиму течії фаз

У  сучасних конденсаторах систем кондиціонування повітря, теплових насосів, випарниках систем опріснювання морської води і нагрівачах електростанцій процес конденсації пари здійснюється переважно у середині горизонтальних труб і каналів.  Процеси теплообміну,  що відбуваються у теплообмінниках цього типу, мають суттєвий вплив на загальну енергоефективність таких систем. У даній роботі представлено експериментальні дослідження теплообміну у разі конденсації холодоагентів R22, R406A, R407C  у гладкій  горизонтальній  трубі  з  внутрішнім діаметром d = 17 мм  за  наступними режимними  параметрами:температура насичення  35 - 40ºC, масова швидкість 10 - 100 кг/кв.м/c, масовий паровміст 0,1 - 0,8, питомий тепловий потік 5 ‑ 50 кВт/кв.м,  різниця  між  температурою конденсації та температурою стінки труби 4 - 14 К.  Вимірювання локальних за перерізом труби теплових потоків і коефіцієнтів тепловіддачі проводились за методом «товстої стінки»  під час різних режимів конденсації.  За результатами досліджень установлено, що у верхній частині труби з підвищенням теплового потоку зростає товщина плівки конденсату,  що призводить до зменшення тепловіддачі.  У  нижній частині труби збільшення теплового потоку підвищує тепловіддачу, що характерно для турбулентної течії рідини в трубі. Отримані результати роботи дозволили покращити метод розрахунку теплообміну у разі конденсації пари, яка ураховує вплив течії конденсату у нижній частині труби на теплообмін.  Цей метод із достатньою точністю (похибка ±30%) узагальнює експериментальні дані під час конденсації пари  холодоагентів R22, R134a, R123, R125, R32, R410a за умови стратифікованого потоку. Використання цього методу у разі проектування теплообмінних апаратів, які використовують такі типи речовин, підвищить ефективність енергетичних систем.