Экспериментальное исследование теплообмена при кипении в потоке зеотропной смеси R290/R601a в мини-канале

Экспериментально исследованы характеристики теплообмена при кипении в потоке зеотропной смеси R290/R601a в горизонтальном мини-канале с внутренним диаметром 2 мм. Эксперименты проводились при давлении насыщения 1–1,5 МПа, массовом расходе 100–500 кг/(м2·с), плотности теплового потока 20–30 кВт/м2 и паросодержании 0–1. Проанализировано влияние массовой доли, массового расхода, давления насыщения, плотности теплового потока и паросодержания на коэффициент теплоотдачи при кипении в потоке в мини-канале. Экспериментальные результаты показывают, что коэффициент теплоотдачи при кипении сначала уменьшается, а затем увеличивается при снижении массовой доли R290. Коэффициент теплоотдачи при кипении возрастает с увеличением массового расхода и плотности теплового потока и уменьшается с повышением давления насыщения. Кроме того, вследствие высыхания поверхности коэффициент теплоотдачи при кипении сначала увеличивается, а затем уменьшается с ростом паросодержания. Экспериментальные данные сопоставлены с существующими корреляциями и оценены на их основе. Наконец, предложена новая корреляция для прогнозирования коэффициента теплоотдачи при кипении; среднее абсолютное относительное отклонение составляет 13,7%. Полученные результаты предоставляют важные данные для развития экологичных холодильных технологий и способствуют внедрению природных хладагентов с низким потенциалом глобального потепления (низким GWP) в новые холодильные системы. Кроме того, работа дает экспериментальные рекомендации по оптимизации энергетической эффективности систем органического цикла Ренкина (ORC) и совершенствованию конструктивного исполнения компактных теплообменников.