Email this article 
Влияние изменения состава фаз при течении двухфазных зеотропных смесей на перепад давления
- Authors: Шамирзаев А.С.1
-
Affiliations:
- Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
- Issue: Vol 62, No 1 (2024)
- Pages: 67-71
- Section: Heat and Mass Transfer and Physical Gasdynamics
- URL: https://pediatria.orscience.ru/0040-3644/article/view/653033
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364424010096
- ID: 653033
Cite item
Open Access
Access granted
Abstract
В данной работе построена система уравнений, описывающих влияние трения, фазового перехода, теплового расширения и сжимаемости фаз на изменение паросодержания и градиент давления. Определены критерии, учитывающие влияние изменения массы, сжимаемости и теплового расширения фаз. В качестве дополнительного условия использовалось допущение о локальном равновесии фаз и о том, что трение при течении парожидкостных зеотропных потоков описывается по тем же законам, что и для однокомпонентных сред. Верификация модели показала хорошее соответствие рассчитанных значений экспериментальным данным.
Full Text
About the authors
А. С. Шамирзаев
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Author for correspondence.
Email: alisham@itp.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск
References
- Adams D.C., Burr J., Hrnjak P., Newell T. Two Phase Pressure Drop of CO2, Ammonia, and R245fa in Multiport Aluminum Microchannel Tubes // Proc. Int. Refrigeration and Air Conditioning Conf. Purdue, 2006. Paper 742. https://docs.lib.purdue.edu/iracc/742
- Barraza R.S., Schwartz F.J., Klein S.A., Nellis G.F., Reindl D.T. Experimental Facility to Measure Heat Transfer and Pressure Drop of Boiling Zeotropic Multi-component Mixtures in a Horizontal Tube // Sci. Technol. Built Environment. 2016. V. 22. P. 2.
- Куперштох А.Л. Моделирование течений с границами раздела фаз жидкость–пар методом решеточных уравнений Больцмана // Вестн. НГУ. Сер.: Матем., мех., информ. 2005. Т. 5. № 3. С. 29.
- Куперштох А.Л., Альянов А.В. Испарение и конденсация чистого пара на поверхности жидкости в методе решеточных уравнений Больцмана // Вычисл. методы и программирование. 2022. Т. 23. № 4. С. 311.
- Zhao Z.X., Liu H., Gong Z.X. A High-efficiency Smoothed Particle Hydrodynamics Model with Multi-cell Linked List and Adaptive Particle Refinement for Two-phase Flows // Phys. Fluids. 2021. V. 33. P. 064102.
- Barraza R., Nellis G., Klein S., Reindl D. Measured and Predicted Frictional Pressure Drop for Boiling Zeotropic Mixed Refrigerants in Horizontal Tubes // Int. J. Heat Mass Transfer. 2016. V. 98. P. 285.
- Barroso-Maldonado J.M., Montañez-Barrera J.A., Belman-Flores J.M., Aceves S.M. ANN-based Correlation for Frictional Pressure Drop of Non-azeotropic Mixtures During Cryogenic Forced Boiling // Appl. Therm. Eng. 2019. V. 149. P. 492.
- Collier J.G., Thome J.R. Convective Boiling and Condensation. Oxford: Clarendon Press, 1996. 596 p.
- Rackett H.G. Equation of State for Saturated Liquids // J. Chem. Eng. Data. 1970. V. 15. P. 514.
- Barraza R. Thermal-fluid Behavior of Mixed Refrigerants for Cryogenic Applications (Experimental Data). Ph.d. Medison: Univ. Wisconsin, 2015. http://sel.me.wisc.edu/publications-theses.shtml
- Awad M.M., Muzychka Y.S. Effective Property Models for Homogeneous Two-phase Flows // Exp. Therm. Fluid Sci. 2008. V. 33. P. 106.
- Kim S.M., Mudawar I. Universal Approach to Predicting Two-phase Frictional Pressure Drop for Mini/Micro-channel Saturated Flow Boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 2013. V. 58. P. 718.
- Zivi S.M. Estimation of Steady-state Steam Void-fraction by Means of the Principle of Minimum Entropy Production // ASME J. Heat Transfer. 1964. V. 86. P. 247.
Supplementary files
Supplementary Files
Action
1.
JATS XML
2.
Fig. 1. Distribution of flow temperature along the channel length for a mixture of 45% methane + 55% ethane at G = 145 kg/(m2 s), q = 53 kW/m2, average steam content of the flow of 0.3: 1 – experiment, 2 – calculation.
Download (47KB)
3.
Fig. 2. Calculated distribution of pressure gradient along the channel length.
Download (44KB)
4.
Fig. 3. Dependences of the total pressure drop on the mass vapor content of the flow for a mixture of 41–45% methane + 59–55% ethane at Pinput ≈ 788 kPa, G ≈ 145 kg/(m2 s), q ≈ 53 kW/m2: 1 – experiment, 2 – calculation.
Download (71KB)
