Stromingsvisualisatie van ammoniak in een platenwarmtewisselaar

Het twee-fase gedrag van vloeistoffen en gassen in platenwarmtewisselaars (PWW’s) is door de wetenschap nog niet helemaal begrepen. Dit resulteert in onder- en overschatten van gepubliceerde warmteoverdrachts- en drukvalcorrelaties [1]. Het wordt verwacht dat een verbeterde voorspelling van vloeistofpatronen zal leiden tot verbeterde warmteoverdrachts- en drukvalberekenin gen [2]. Vloeistofpatronen worden visueel bepaald met behulp van een experimentele setup, waar de stroming wordt geobserveerd door een transparante visualisatie plaat. Dit onderzoek vergelijkt de resultaten van zuiver ammoniak stromingsvisualisatie in een verticale PWW met eerder uitgevoerde lucht-water experimenten [2].

Stromingspatronen worden gedefinieerd aan de hand van de geometrische configuratie van twee-fase stroming (gas en vloeistof) in een buis of kanaal. Ze worden geclassificeerd in vier hoofd-stromingspatronen: Bubbly flow, slug flow, churn flow en film flow. De verwachting is dat de verscheidene patronen corresponderen met variërende vormen van warmteoverdracht. Een flow pattern map (FPM) helpt met het grafisch onderscheiden van de verschillende stromingspatronen. Referentie [2] creëerde een FPM for twee-fase verticale stromingen gebaseerd op vooral lucht-water experimenten (zie figuur 5). De assen van de FPM maken gebruik van de dimensieloze getallen: het vloeistof Reynolds getal ReL [-] en twee fase Froude getal FrTP [-]. ReL [-] is gedefinieerd door (2):

Download volledige artikel om verder te lezen.

Auteur: Maaike Marie-Louise Leichsenring