مطالعه تجربی اثر افت فشار و انتقال حرارت چگالشی مبرد R-406a در لوله‌های مجهز به پره‌های دورپیچ در گام‌ها و طول‌های مختلف

نویسندگان

1 نویسنده مسئول: دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران

3 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

4 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران

doi
چکیده

مبرد R-134a مطابق با پروتکل مونترال، به عنوان جایگزینی بالقوه برای مبرد R12 پیشنهاد شده و مطابق با پروتکل کیوتو، استفاده از R-134a، که پتانسیل گرمایش جهانی قابل توجهی دارد، می­بایست کاهش یابد. با بررسی تحقیقات انجام شده مبردی که بتواند چالش­های پتانسیل تخریب لایه ازن ODP و پتانسیل گرمایش جهانیGWP  را با هم برطرف کند ارائه نگردیده است. در مطالعه تجربی حاضر، مبرد ترکیبی سازگار با محیط زیست و با حداقل مقادیر ODP  و GWP که از نظر عملکرد تقریباً مشابه R12 میباشد، مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش­های انجام شده روی مبرد ترکیبی R-406a نشان می­دهد که می­تواند جایگزین مناسبی با توجه به مقادیر بسیار پایین ODP و GWP، برای مبرد R12 می­باشد. در این مطالعه، افت فشار ناشی از اثر پیچش در چگالش بخار R-406a در مبدل­های افقی با سیکل تبرید تراکمی و همچنین تغییرات ضریب انتقال حرارت بررسی شده است. در آزمایش­های انجام شده پارامترهایی مانند جریان جرمی، دما و فشار برای مبرد R-406a و آب در قسمت ورودی و خروجی کندانسورها اندازه­گیری شده است. با بررسی نتایج حاصله برای لوله‏های دارای دور پیچی مشخص گردید که با کاهش گام، انتقال حرارت و نیز افت فشار افزایش می‏یابد. استفاده از دور­پیچ ضریب انتقال حرارت متوسط و افت فشار را به­ترتیب تا حدود 47% و 220% نسبت به لوله صاف افزایش می‏دهد. در نهایت با استفاده از نتایج حاصل برای مبدل­های با دورپیچ و بر اساس روابطی که به بهترین حالت با نتایج تجربی مربوط به افت فشار مطابقت داشته باشد، رابطه جدیدی برای افت فشار در مبدل با دورپیچ ارائه گردید. مقادیر محاسبه شده توسط این رابطه در محدوده تقریباً 15 درصد مقادیر تجربی می­باشد.