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Nucleate pool boiling data for five refrigerants on plain, integral-fin and enhanced tube geometries

1992; Elsevier BV; Volume: 35; Issue: 8 Linguagem: Inglês

10.1016/0017-9310(92)90192-u

1879-2189

Ralph L. Webb, Christopher Pais,

Refrigeration and Air Conditioning Technologies

Data are presented for nucleate pool boiling on five different horizontal tube geometries using five refrigerants at two saturation temperatures. The refrigerants tested are R-11, R-12, R-22, R-123 and R-134a at saturation temperatures of 4.44°C (40°F) and 26.7°C (80°F). The tube geometries tested are a plain tube, a 1024 fins/m integral-fin tube, and three commercially used enhanced tube geometries (GEWA TX19, GEWA SE, and Turbo-B). The wide range of data reported here is new to the literature. The ability of the Cooper and the Stephan-Abdelsalam correlations to predict the plain tube data is evaluated. The slopes of the boiling coefficient vs heat flux curve are found to be heat flux dependent. Of particular importance are the data on R-123 and R-134a, which are intended to replace R-11 and R-12, respectively. Except for the Turbo-B with R-11, it appears that the boiling coefficients for R-123 and R-134a are within 10% of the values for R-11 and R-12, respectively. On présente des données expérimentales pour l'ébullition nucléée en réservoir sur cinq géométries de tube horizontal avec cinq réfrigérants à deux températures de saturation. Ces réfrigérants sont R-11, R-12, R-22, R-123 et R-134a, à des températures de saturation égales à 4,44°C (40°F) et 26,7°C (80°F). Les géométries considérées sont un tube lisse, un tube ailettes intégrales à 1024 ailettes/m et trois géométries de tubes utilisées commercialement (GEWA TX19, GEWA SE et Turbo-B). Le large domaine des données reportées ici est nouveau. On évalue l'aptitude des formules de Cooper et de Stephan-Abdelsalam à représenter les données du tube lisse. La pente de la courbe du coefficient d'ébullition en fonction du flux thermique dépend de ce dernier. On marque un intérêt pour les données du R-123 et du R-134a qui sont destinés à remplacer respectivement le R-11 et le R-12. Sauf pour le Turbo-B avec R-11, les coefficients de transfert pour R-123 et R-134a sont à 10% près ceux du R-11 et R-12 respectivement. Es werden Ergebnisse für das Blasensieden von fünf Kältemitteln bei zwei Sättigungstemperaturen an fünf unterschiedlichen horizontalen Rohrgeometrien vorgestellt. Es wurden die Kältemittel R11, R12, R22, R123 und R134a bei Sättigungstemperaturen von 4,44°C (40°F) und 26,7°C (80°F) verwendet. Die untersuchten Rohrgeometrien sind ein glattes Rohr, ein beripptes Rohr mit 1024 Rippen je Meter und drei kommerzielle strukturierte Rohrgeometrien (GEWA TX 19, GEWA SE und Turbo-B). Erstmals in der Literatur wurde ein derartig weiter Parameterbereich untersucht. Die Anwendbarkeit der Gleichungen von Cooper und von Stephan/Abdelsalam zur Berechnung der Ergebnisse für Glattrohre wurde bestätigt. Ferner ergab sich, daβ die Steigung der Kurve des Wärmeübergangskoeffizienten über der Wärmestromdichte von letzterer abhängig ist. Von besonderem Interesse sind die Ergebnisse von R123 und R134a, die R11 bzw. R12 ersetzen sollen. Die Wärmeübergangskoeffizienten beim Sieden von R123 und R134a weichen um weniger als 10% von denjenigen für R11 bzw. R12 ab—mit Ausnahme des Rohres Turbo-B mit R11. Пpивoдятcя дaнныe пo пyзыpькoвoмy кипeнию в бoльщoм oбьeмe нa пяти paзлнчныч тopизoнтaльныч тpyбaч c иcпoльзoвaниeм пятн члaдaгeнтoв пpн двyч знaчeнияч тeмпepaтypы нacыщeния. Иccлeдoвaлиcь члaдaгeнты R-11, R-12, R-22, R-123 и R-134a пpн знaчeнияч тeмпepaтypы нacыщeния. paвныч 4,44°C (40°F) и 26,7°C (80°F). Иcпoльзoвaлиcь cлeдyющиe тнпы тpyб: глaдкaя тpyбa, тpyбa c цeльными peбpaми (1024 peбpa/м) и тpи иcпoльзyeмыч в пpoмышлeннocтн гeoмeтpни тpyб c пoвыщeннoй нpoизвoдитeльнocтью (GEWA TX19, GEWA SE и Turbo-B). Ьoльщoe кoличecтвo пpeдcтaвлeнныч дaнныч paнee нe были oпyблнкoвaны. Oцeнивaeтcя вoзмoжнocть oниcaния пyзыpькoвoгo кипeния в cлyчae глaдкoй тpyбы пo oбoбщaющим зaвиcимocтям Кyнepa и Cтeфaнa — Aбдeльcaлaмa. Haйдeнo, чтo нaклoн кpивoй, пpeдcтaвляющeй зaвиcимocть кoэффициeнтa кипeпня oт тeплoвoгo пoтoкa, oпpeдeляeтcя вeличниoй тeнлoвoгo пoтoкa. Ocoбeннo вaжными являютcя дaнныe пo R-123 и R-134a, кoтopыe дoлжиы зaмeнить cooтвeтcтвeнпo R-11 и R-12. зa иcключeниeм cлyчaя Turbo-B пpи нcпoльзoвaнии R-11, кoэффициeнты кипeния для R-123 и R-134a oтличны oг знaчeний для R-11 и R-12 cooтвeтeтвeннo нe бoлee, чeм нa 10%.