ارزیابی انتقال حرارت از طریق فین ها در یک کولر گاز فری و لوله برای دوره های دی اکسید کربن انتقالی

 

در چرخه های تبرید ترانس کریستال CO 2 ، کویل های رول و لوله هنوز در نظر گرفته می شود دستگاه های خنک کننده گاز به دلیل هزینه های پایین آنها در مقایسه با مبدل های حرارتی minichannel اخیر. به رغم فشارهای کاری بسیار بالا، یک کویل خنثی با چهار ردیف لوله مس و 3/8 میلیمتر (5/8 میلیمتر) و باله های کرکره ای مناسب برای کار با فشار بالا R-744 یافت شده و به عنوان مورد مطالعه قرار گرفته است یک کولر گاز در یک آزمایشگاه ساخته شده برای آزمایش دی اکسید کربن (CO 2) تجهیزاتی که با هوا به عنوان یک مایع ثانویه عمل می کنند. دستگاه تست به ترتیب شامل دو مدار هوای بسته شده است که به ترتیب به عنوان گرمای خنک کننده و منبع حرارت برای کولر و بخار گاز به ترتیب عمل می کنند. مدار خنک کننده آزمایش شده شامل دو مبدل حرارتی لوله و رینگ به عنوان کولر گاز و بخارپز، یک شیر فشار برگشتی به عنوان دستگاه کشش، یک کمپرسور ترکیبی دو مرحله ای مجهز به جدا کننده روغن و یک بین کولر است. مجموعه ای کامل از ترموکوپل ها، مبدل های فشار و جریان های جریان سنج اجازه می دهد تا اندازه گیری و ضبط تمام پارامترهای اصلی چرخه CO 2 را انجام دهند، که امکان تعادل حرارتی را برای هر دو طرف هوا و طرف مبرد فراهم می کند.

 

تست ها بر دو نوع کولر گازی مختلف متمرکز شده اند، با باند های مداوم و برش و دو ترمینال مختلف مدار. آزمایشات بر روی هر مبدل حرارتی در هر سه حالت مختلف ورودی برای هر دو CO 2 و هوا انجام شد. یک مدل شبیه سازی شده برای این نوع مبدل حرارتی و سه مدل (Dang and Hihara 2004؛ Gnielinski 1976؛ Pitla et al.، 2002) پیشنهاد شده برای ضریب انتقال گرما خنک کننده ی کربن ابررسانای CO 2 به کار گرفته شده و در کد مقایسه شده است.

 

نتایج مدل با داده های تجربی برای کویل فیدر مقایسه می شود؛ تاکید بر تأثیر هدایت گرما از طریق فیبرها بین صفات لوله مجاور بر راندمان سیستم است. در مقاله، نتایج تجربی برای CO 2 انتقالی وارد کولر گاز در 87.0 ° C (7.911 MPa)، 97.6 ° C (8.599 MPa) و 107.8 ° C (10.10 MPa) با دمای ورودی هوا 20.3 درجه سانتیگراد، 21.5 ° C، و 23.0 درجه سانتیگراد، به ترتیب ارائه شده است. با استفاده از کویل با باله های اصلاح شده برای کاهش هدایت گرما، بهبود شار حرارت گرمایی 3.7٪ تا 5.6٪ به دست آمد. این بهبود می تواند به وضوح از لحاظ ضریب عملکرد (COP) از یک مقدار کم CO 2 ترجمه شوددما در خروجی آن ظرفیت خنک کننده را افزایش می دهد. با توجه به یک چرخه مرجع با شرایط عملیاتی مشابه، افزایش COP 5.7٪تا 6.6٪ می تواند باشد.