Совместное влияние теплофизических свойств теплоносителя R245fa и теплопередающей стенки на процесс кипения

Л. А. Огуречников

doi:10.34831/EP.2022.95.95.007

Совместное влияние теплофизических свойств теплоносителя R245fa и теплопередающей стенки на процесс кипения

Л. А. Огуречников

Аннотация

Рассмотрен процесс кипения рабочей жидкости R245fa в парогенераторе низкотемпературной установки. Реализован метод учета влияния теплофизических свойств рабочей жидкости и теплопередающей стенки при кипении хладона. Представлены характеристики процесса кипения. Показано, что теплообмен при внутритрубном кипении R245fa зависит от совместного влияния теплофизических свойств низкокипящей жидкости и стенки и оказывает более существенное влияние на эффективность процесса кипения по сравнению с безразмерной шероховатостью поверхности.

Ключевые слова

цикл Ренкина; внутритрубное кипение; коэффициент теплоотдачи; критерии подобия теплообмена

Полный текст:

PDF

Литература

Москвичева, В. Н. Результаты экспериментальных работ на Паратунской фреоновой электростанции / В. Н. Москвичева, Ю. М. Петин // Использование фреонов в энергетических установках. Сб. трудов под ред. Москвичевой В. Н. - Новосибирск, 1974. - С. 4 - 28.

Томаров Г. В. Создание российского пилотного энергоблока на ПаужетскойГеоЭС / Г. В. Томаров, А. И. Никольский, В. Н. Семенов, А. А. Шипков // Теплоэнергетика. - 2010. - № 11. - C. 18 - 22.

Sauret, Emilie. Candidate radial-inflow turbines and high-density working fluids for geothermal power systems / Sauret Emilie, Andrew S. Rowlands // Energy. - 2011. - Vol. 36. - Pp. 4460 - 4467.

Pierobon, I. Multi-objective optimization of organic Ranrine cycles for waste heat recovery: application in an offshore platform / I. Pierobon, T-V Nguyen, U. Larsen, F. Haglind, B. Elmegaard // Energy. - 2013. - Vol. 58. - Pp. 538 - 549.

Junjiang, Bao. A review of working fluid and expanderfor organic Rankine cycle (Renewable and Sustainable),, Zhao Li // Renewable and SustainableEnergy Reviews. - 2013. - Vol. 24. - Pp. 325 - 342.

Wang, E. H. Study of working fluid selection of organic Rankine cycle (ORC) for engine waste heat recovery / E. H. Wang, H. G. Zhang, B. Y. Fan, M. G. Ouyang, Y. Zhao, Q. H. Mu // Energy. - 2011. - Vol. 36. - Pp. 3406 - 3418.

Fu, Ben-Ran. Design, construction, and preliminary results of a 250-kW organic Rankine cycle system / Ben-Ran Fu, Yuh-Ren Lee, Jui-Ching Hsieh. // Applied Thermal Engineering. - 2015. - Vol. 80. - Pp. 339 - 346.

Chao He. The optimal evaporation temperature and working fluids for subcritical organic Rankine cycle / He Chao, Liu Chao, Gao Hong, Xie Hui, Li Yourong, Wu Shuangying, Xu Junjiang // Energy. - 2012. - Vol. 38. - Pp. 136 - 143.

Kang, Seok Hun. Design and experimental study of ORC (organic Rankine cycle) and radial turbine using R245fa working fluid / Seok Hun Kang // Energy. - 2012. - Vol. 41. - Pp. 514 - 524.

Le, Van Long. Thermodynamic and economic optimizations of a waste heat to power plant driven by a subcritical ORC (Organic Rankine Cycle) using pure or zeotropic working fluid / Van Long Le, Abdelhamid Kheiri, Michel Feidt, Sandrine Pelloux-Prayer // Energy. - 2014. - Vol. 78. - Pp. 622 - 638.

Алексеенко, С. В. Проблемы и перспективы развития петротермальной энергетики (обзор) / С. В. Алексеенко, В. Ю. Бородулин, Н. А. Гнатюсь, М. И. Низовцев, Н. Н. Смирнова / Теплофизика и аэромеханика. - 2016. - T. 23. - № 1. - C. 1 - 16.

Alekseenko, S. V. Concerning of heat from low-potential sources / S. V. Alekseenko and L. A. Ogurechnikov // Thermal Science. - 2019. - No. 6B. - Pp. 4023 - 4030.

Кутателадзе, С. С. Теплопередача при конденсации и кипении / С. С. Кутателадзе // М.-Л.: Машгиз. - 1949. - 164 c.

Лабунцов, Д. А. Приближенная теория теплообмена при развитом пузырьковом кипении / Д. А. Лабунцов // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. - 1963. - № 1. - С. 58.

Богданов, С. Н. Исследования теплообмена при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы / С. Н. Богданов // Холодильная техника. - 1964. - № 4. - C. 40 - 44.

Кутателадзе, С. С. К теории теплообмена при пузырьковом кипении / С. С. Кутателадзе, А. И. Леонтьев, А. Г. Кирдяшкин // Инженерно-физический журнал. - 1965. - T.8. - C.7 - 10.

Данилова, Г. Н. Влияние давления и температуры насыщения на теплообмен при кипении фреонов / Г. Н. Данилова // Холодильная техника. - 1965. - № 2. - С. 69 - 80.

Лабунцов, Д. А. Вопросы теплообмена при пузырьковом кипении жидкости / Д. А. Лабунцов // Теплоэнергетика. -1972. - № 9. - С. 14 - 19.

Данилова, Г. Н. Теплообмен при кипении фреонов / Г. Н Данилова, С. Н. Богданов // Достижения в области исследования теплообмена и гидравлики двухфазных потоков в элементах энергооборудования. Под ред. В. М. Боришанского. - Л.: Наука. - 1973. - С. 209 - 229.

Джад Хуан. Модель теплоотдачи при кипении в большом объеме учитывающая испарение микрослоя // Труды Американского общества инженеров механиков. Серия С. Теплопередача. - 1976. - C. 96 - 102.

Кутателадзе, С. С. Основы теории теплообмена / С. С. Кутателадзе. - М.: Атомиздат. - 1979. - 416 p.

Gungor, K. E. Simplified general correlation for saturated flow boiling and comparisons of correlations with data / K. E. Gungor, R. H. S. Winterton // Chemical Engineering Research & Design.- 1987. - Vol. 65. - Pp. 148 - 156.

Kandlikar, S. G. A general correlation for saturated two-phase flow boiling heat transfer inside horizontal and vertical tubes / S. G. Kandlikar //j. HeatTransfer. - 1990. - Vol. 112. - Pp. 219 - 228.

Алексеенко, С. В. Волновые течения пленок жидкости / С. В. Алексеенко, В. Е. Накоряков, Б. Г. Покусаев // Новосибирск: Наука. - 1992. - 256 c.

Kandlikar, S. G. An extension of the flow boiling correlation to transition, laminar and deep laminar flows in microchannels / S. G. Kandlikar, P. Balasubramanian // Heat Transfer Eng. - 2004. - Vol. 25. - Pp. 86 - 93.

Ховалыг, Д. М. Теплоотдача при кипении хладагентов в малых каналах / Д. М. Ховалыг, А. Б. Бараненко // Вестник МАХ.- 2013. - № 4. - С. 3 - 11.

Ейдеюс, А. И. Теплоотдачапри кипении хладоагента в змеевиковых воздухоохладителях / А. И. Ейдеюс, М. Ю. Никишин, В. А. Кошелев // Калининград: Издательство Калининградский государственный технический университет. - 2013. - № 29. - С. 31 - 38.

Ягов, В. В. Теплообмен в однофазных средах и при фазовых превращениях / В. В. Ягов. - М.: Издательский дом МЭИ. - 2014. - 541 с.

Павленко, А. Н. Теплообмен и кризисные явления в стекающих пленках жидкости при испарении и кипении / А. Н. Павленко, Н. И. Печеркин, О. А. Володин. - Новосибирск: СО РАН. - 2016. - 192 с.

Гогонин, И. И. Теплообмен при пузырьковом кипении / И. И. Гогонин. - Новосибирск: СО РАН. - 2018. - 227 с.

NIST Chemistry WebBook, SRD 69. Thermophysical Properties of 1,1,1,3,3 - Pentafluoropropane (R245fa). Access mode: https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=460-73-1 (Accessed(10.03.2021).

Semenyuk, Yu. V. Investigation of saturated vapor pressure, density, surface tension and critical parameters of R245fa refrigerant / Yu. V. Semenyuk, S. N. Ancherbak, V. P. Zhelezny, A. Zh. Grebenkov, O. V. Belyaeva // Bulletin of the International Academy of Refrigeration. - 2006. - No. 4. - Pp. 20 - 27.

Petukhov, B. S. On heat exchange at turbulent flow of pipes / B. S. Petukhov, V. V. Kirillov // Teploenergetika. - 1958. - No. 4. - Pp. 63 - 68.

Petukhov, B. S. Heat transfer and friction in turbulent pipe flow with variable physical properties / B. S. Petukhov // Adv Heat Transfer. - 1970. - Vol. 6. - Pp. 503 - 64.

Gnielinski, V. New equations for heat and mass transfer in turbulent pipe and channel flow / V. Gnielinski // Int. Chem. Eng. - 1976. - Vol. 16 (2). - Pp. 359 - 368.

Справочник по теплообменникам в 2-х томах / Под ред. Б. С. Петухова, В. К. Шикова. - М.: Энергоиздат. - 1987. - Т. 1. - 560 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.95.95.007