Experimental Investigation on Condensation Heat Transfer Coefficient Inside Multi-Port Minichannels

A. Cavallini, G. Censi, D. Del Col, L. Doretti, G. A. Longo, L. Rossetto, C. Zilio
2003 1st International Conference on Microchannels and Minichannels   unpublished
УДК 536.423.4 В. В. ГОРІН Одеська державна академія технічного регулювання та якості В. В. СЕРЕДА Національний університет водного господарства та природокористування РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛООБМІНУ ПІД ЧАС КОНДЕНСАЦІЇ ХОЛОДОАГЕНТІВ У СЕРЕДИНІ МІНІКАНАЛІВ У роботі наведено порівняння експериментальних даних різних авторів під час конденсації холодоагентів у середині мініканалів із різною внутрішньою геометрією. Порівняльний аналіз показав, що існує суттєва розбіжність у отриманих
more » ... риманих експериментальних значеннях коефіцієнтів тепловіддачі різних авторів під час конденсації різних холодоагентів у разі однакових режимних параметрів і геометричних розмірах мініканалів. Наведені результати розрахунків тепловіддачі під час конденсації різних холодоагентів у мініканалах за напівемпіричною залежністю, яка отримана для звичайних труб і заснована на теоретичній моделі турбулентної конденсації. Виявлено, що запропонована комплексна модель покращує опис експериментальних даних багатьох авторів у разі конденсації різних холодоагентів у середині мініканалів за умови, якщо число Rel знаходиться у межах Rel = 2·10 2 -10 4 . Ключові слова: конденсація в середині мініканалів, коефіцієнт тепловіддачі, холодоагент. Condensation inside minichannels occurs in evaporative systems of thermal desalinating plants, air conditioning systems, safety systems of reactors, heaters of power plants and condensers of cooling equipment. It is very important to have an exact knowledge of condensation heat transfer coefficients when their value is close to heat transfer from the side of cooling. Theoretical and experimental investigations of heat transfer coefficients in condensing of different fluids inside minichannels shown that accuracy of this prediction depends on the accuracy of volumetric vapour content and pressure drop at the interphase. The necessity of new studies concerning both local heat transfer coefficients and film condensation along perimeter and length of minichannels under annular, stratified and intermediate regimes of phase flow was substantiated. These characteristics being defined will allow determining more precisely the boundaries of the flow regimes and the methods of heat transfer prediction. In this paper the experimental data of different authors on condensation inside minichannels with different internal geometry (circular, semicircular, square and triangular) have been compared. Experimental investigations on condensation of freons R134a, R410A, R32, R22, R407С, R152а and propane R290 were carried out with the following parameters: hydraulic diameter dh=1.1-1.3 mm, mass velocity G=180-500 kg/(m2s), liquid Reynolds numbers Rel=2·10 2 -10 4 . It is obtained that there is a significant difference in the values of experimental heat transfer coefficients in the case of condensation with the same regime parameters and with the equal geometric parameters of the minichannels. The obtained results allowed suggest to use simple semiempirical dependence for heat transfer prediction in condensing inside minichanels. This dependence based on the theoretical model of turbulent condensation and were obtained for the case of condensation inside plane tubes. This model generalizes with sufficient accuracy (error ±30%) all the experimental data on condensation inside minichannels. It should be taken into account one restriction while using the suggested relationship: Rel must be within 2·10 2 -10 4 . Using this model for designing heat exchangers, which utilize such types of fluids will increase the efficiency of energy systems.
doi:10.1115/icmm2003-1088 fatcat:3tb4kknh2fdqla3cydatuhfh2e