Estudio del proceso de ebullición en el interior de un tubo multipuerto extruido en aluminio con mini-canales de geometría triangular usando R32 y R134A como fluidos de trabajo
- Autores: Francisco Alberto Ramírez Rivera
- Directores de la Tesis: José Ramón García Cascales (dir. tes.), Francisco Vera García (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Cartagena ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Lino Montoro Moreno (presid.), Joaquín Zueco Jordán (secret.), Francisco Javier Sánchez Velasco (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
- español
En esta tesis se ha investigado el proceso de ebullición saturada en el interior de un tubo multipuerto (mini-canal) contribuyendo a comprender mejor el fenómeno de transferencia de calor en este tipo de geometría. Los tubos multipuerto se están empleando en la fabricación de evaporadores compactos para integrarlos a sistemas de aire-acondicionados doméstico, en automóviles y bombas de calor. Esta tecnología presenta numerosas ventajas en comparación con los tubos tradicionales de cobre: valores elevados del coeficiente de transferencia de calor, altamente compactos, son más ligeros, mayor eficiencia térmica, tienen bajos costes de instalación y requieren una menor carga de refrigerante contribuyendo a reducir los gases de efecto invernadero. Para las industrias que producen sistema de refrigeración estas ventajas podrían traducirse en diseños de nuevos equipos más óptimos y afables con el medioambiente mientras reducen costes de manufactura. Un requerimiento fundamental para el diseño óptimo de los evaporadores compactos es la obtención del coeficiente de transferencia de calor y la caída de presión. Estos dos parámetros están estrechamente relacionados y tienen similitud de importancia en el estudio de la transferencia de calor, como se ha podido corroborar en el estado del arte.
En este estudio se ha caracterizado la caída de presión y la transferencia de calor durante el proceso de ebullición saturada en el interior de un tubo multipuerto de aluminio con geometría triangular, diámetro hidráulico de 0.715 mm y una longitud de calentamiento de 1.205 m usando los refrigerantes R32, R134a como fluidos de trabajo. Para coleccionar la base de datos con mediciones experimentales del R32 y R134a se ha llevado a cabo una campaña experimental en una instalación diseñada para investigar la transferencia de calor por convección forzada durante el proceso de ebullición calentando uniformemente por efecto Joule las paredes del tubo multipuerto. Los rangos experimentales examinados incluyen: velocidad másica 275-1230 kgm-2s-1, flujo de calor 0.75-9.30 kWm-2, temperatura de saturación, 5°C, 7.5°C, 12.5°C, título de vapor 0.012-0.51. Un total de 223 valores medios para cada variable medida se obtuvieron con el R134a mientras que 89 para el R32. Cada valor medio corresponde a una muestra de 40 lecturas (20 min, paso de 30s) en condición estable para cada variable medida (presión, temperaturas, flujo másico).
- English
The use of multiport mini-channel tubes in compact exchangers has increased in the last few years. They contributing to improve thermal efficient, compactness, energy conservation and required lower refrigerants charge by which reduction of greenhouse gases emission. Those mentioned advantages are very important aspects with regard to modern refrigeration systems design. For that reason, several experimental investigation have been carried out in order to characterize the flow boiling heat transfer process and frictional pressure drop in tubes with parallel channels. Since, the ability to estimate pressure drop and heat transfer coefficient for specific conditions is a fundamental issue to optimise the design of compact heat exchanger.
In this study, the characteristics of two- phase flow pressure drop and convective boiling heat transfer have been investigated experimentally inside multiport mini-channel aluminium tube with triangular geometry, hydraulic diameter 0.715 mm and heating length of 1205 mm using R32 and R134a as working fluids. A wide experimental campaign has been carried out to complete an array of measurement under different conditions for both refrigerants studied. The experimental conditions examined included: mass velocity 275-1230 kgm-2s-1, heat flux 0.75-9.30 kWm-2, saturation temperature, 5°C, 7.5°C, 12.5°C, vapour quality 0.012-0.51. The database presented consists of 312 averages values, 223 averages values were recorded for R134a and 89 for R32. The flow boiling averages values were calculated selecting a sample of 40 readings (steps 20s) in stable conditions for all measured variables at each mass velocity tested.
- español
