Исследование параметров кипящего потока в вертикальных испарителях судовых холодильных машин

Владимир Григорьевич Букин; Александр Иванович Андреев; Роман Романович Минофьев

doi:10.37890/jwt.vi79.477

В.Г. Букин Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия
А.И. Андреев Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия https://orcid.org/0000-0003-4064-9835
Р.Р. Минофьев Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

DOI: https://doi.org/10.37890/jwt.vi79.477

Аннотация

В данной работе предметом исследования являются гидродинамика, и в частности, гидросопротивления кипящего двухфазного потока, движущегося в вертикальных и наклонных трубах испарителей судовых холодильных установок. Подобное движение характерно для различных видов промышленного теплообменного оборудования, в том числе для разработки перспективных видов испарителей, например, вертикальных аппаратов для судов, в которых происходит внутритрубное кипение жидкого хладагента. Проведены эксперименты по исследованию гидросопротивлений в вертикальных трубах с различными диаметрами канала и длинами. Представлены основные зависимости различных компонентов гидросопртивлений, возникающих при движении кипящего двухфазного потока. На основании полученных данных показана перспективность перехода судовых испарителей холодильных установок к вертикальному расположению теплообменных трубок. В применении к судовым холодильным машинам можно сказать, что переход к вертикальным аппаратам имеет свои достоинства, прежде всего по снижению потерь напора. Полученная совокупность данных позволяет рекомендовать конструкции вертикальных испарителей для вспомогательных судовых установок.

Ключевые слова: вертикальный испаритель, гидросопротивления, судовая холодильная установка, режимы движения потока, двухфазный поток, нивелирный напор, наклонные трубы, кипение внутри труб, парогенератор

Литература

Данилова Г.Н., Богданов С.Н., Иванов О.П. и др. Теплообменные аппараты холодильных установок. Ленинград: Машиностроение, 1986. 303 с.

Кутепов А.М., Стерман Л.С., Стюшин Н.Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании, Москва «Высшая школа», 1986 г.;

Wang C. C. et al. An experimental study of convective boiling of refrigerants R-22 and R-410A/Discussion //ASHRAE Transactions. – 1998. – Т. 104. – P. 1144.

Huo X. et al. Flow boiling and flow regimes in small diameter tubes //Applied Thermal Engineering. – 2004. – Т. 24. – №. 8-9. – P. 1225-1239.

Murata, K., and K. Hashizume. "Forced convective boiling of nonazeotropic refrigerant mixtures inside tubes." (1993): P. 680-689.

Малышев А. А., Киссер К. В., Зайцев А. В. Истинные параметры кипящих хладагентов в трубах и каналах //Вестник Международной академии холода. – 2017. – №. 2. – С. 53-56.

Oudah M. H., Mejbel M. K., Allawi M. K. R134a flow boiling heat transfer (FBHT) characteristics in a refrigeration system //J. Mech. Eng. Res. Dev. – 2021. – Т. 44. – №. 4. – P. 69-83.

Saitoh S., Daiguji H., Hihara E. Effect of tube diameter on boiling heat transfer of R-134a in horizontal small-diameter tubes //International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2005. – Т. 48. – №. 23-24. – С. 4973-4984.

Bandarra Filho E. P., Jabardo J. M. S., Barbieri P. E. L. Convective boiling pressure drop of refrigerant R-134a in horizontal smooth and microfin tubes //International journal of refrigeration. – 2004. – Т. 27. – №. 8. – С. 895-903.

Bandarra Filho E. P., Cheng L., Thome J. R. Flow boiling characteristics and flow pattern visualization of refrigerant/lubricant oil mixtures //International journal of refrigeration. – 2009. – Т. 32. – №. 2. – С. 185-202.

Agostini B., Bontemps A. Vertical flow boiling of refrigerant R134a in small channels //International journal of heat and fluid flow. – 2005. – Т. 26. – №. 2. – P. 296-306.

Патент № 2752716 C1 Российская Федерация, МПК G01M 10/00. Гидродинамический экспериментальный стенд : № 2020136793 : заявл. 10.11.2020 : опубл. 30.07.2021 / В. Г. Букин, А. В. Букин, А. И. Андреев ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Астраханский государственный технический университет.

Д.В. Изюмченко, И.В. Стоноженко, К.Н. Гужов, В.А. Сулейманов, О.В. Бузинова, О.В. Николаев, Сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований вертикальных газожидкостных потоков и расчетов по программе OLGA, Научно-технический сборник - Вести газовой науки № 2 (26) / 2016

Букин В. Г., Андреев А. И., Букин А. В. Гидравлическое сопротивление при кипении хладагентов в трубах горизонтальных и вертикальных испарителей судовых холодильных машин // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2020. No 2. С. 92–99. DOI: 10.24143/2073-1574-2020-2-92-99.

Bukin, V. G. Pressure losses investigation at boiling two-phase flow movement in inclined pipes of a marine refrigeration machine evaporator / V. G. Bukin, A. I. Andreev, R. R. Minofyev // Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine Engineering and Technologies. – 2023. – No. 4. – P. 40-45. – DOI 10.24143/2073-1574-2023-4-40-45.

Данные авторов

Владимир Григорьевич Букин , Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

д.т.н., профессор, профессор кафедры теплоэнергетики и холодильных машин, Астраханский государственный технический университет (ФГБОУ ВО «АГТУ»), 414056, г. Астрахань, ул. Татищева 16
e-mail: bukinvg@mail.ru

Александр Иванович Андреев , Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

ассистент кафедры теплоэнергетики и холодильных машин, Астраханский государственный технический университет (ФГБОУ ВО «АГТУ»), 414056, г. Астрахань, ул. Татищева 16 e-mail: aresut79@mail.ru

Роман Романович Минофьев , Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

магистрант кафедры теплоэнергетики и холодильных машин, Астраханский государственный технический университет (ФГБОУ ВО «АГТУ»), 414056, г. Астрахань, ул. Татищева 16, e-mail: minofevrr@outlook.com