Skip to main content
SUPERVISOR
AliAkbar AlemRajabi,Mohamadreza Salimpour
علی اکبر عالم رجبی (استاد مشاور) محمدرضا سلیم پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sina Yarmohammadi
سینا یارمحمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Effect of Twisted Tape on Condensation of R-404A Vapor.
In this thesis, heat transfer and pressure drop during condensation of R-404A inside horizontal twisted tape inserted tubes has been investigated experimentally. The experimental set-up which was used in this study was a well instrumented vapor compression refrigeration cycle which utilized R-404A as refrigerant. This set up consist of a test condenser which all the experiments were carried out on it. In addition there is a primary condenser and secondary condenser to achieve the required vapor qualities in order to investigate the effect off vapor quality on heat transfer and pressure drop. All these condensers are double pipe counter flow water cooled heat exchangers which refrigerant flows inside the internal cooper tube, while water flows in the annulus. The experimental investigation was carried out in the plain tube and four twisted tape inserted tube. At each experiment several parameters were measured, such as refrigerant mass velocity, inlet and outlet water temperatures, inlet and outlet refrigerant temperatures, etc. Heat transfer coefficients were calculated by use of the collected data. Also, pressure drop between the inlet and outlet of test condenser is measured by differential pressure transmitter. In order to verify integrity of the experimental set up, Comparison between plain tube results and exiting correlation was done. Investigation of the results for twisted tape inserted tube shows that for the same mass velocity twisted tape ratio reduction increases both heat transfer coefficient and pressure drop. Also for the same twisted ratio increase of mass velocity and vapor quality increase heat transfer and pressure drop. A new correlation for the prediction of heat transfer coefficient and pressure drop were developed by utilizing the gained results for the twisted tape inserted tubes. Finally performance evaluation was done and it is observed that at all conditions using twisted tape inserts are unfavorable. However, twisted tape inserts can be employed in specific application such as when because of limited space, compact heat exchangers are needed and higher pumping power is reasonable. An experimental investigation was conducted to find the influence of twisted tape inserts on the pressure drop and heat transfer coefficient during force convective condensation of R-404A vapor in a horizontal tube. The test section was a double pipe counter flow heat exchanger. The refrigerant flowed in the inner tube and cooling water flowed in the annulus. Experimental tests were carried out for plain tube and four tubes with twisted tapes inserts of 4, 7, 10 and 14 twisted ratio with mass velocities from 71.2 to 142.4 kg/m 2 s and vapor qualities from 0.24 to 0.87. Investigation clearly showed that using twisted tapes inside the tubes increases pressure drop and heat transfer coefficient in the range of 89 to 239% and 29 to 72% respectively higher than that for the plain tube on the nominal area basis. An empirical correlation was developed to predict the increased pressure drop and heat transfer during condensation inside a horizontal tube in the presence of twisted tape inserts. By comparing the predicted and experimental data, it was found that the majority of the present data falls within ±20% of the proposed correlations. In addition, the performance evaluation for the twisted tape inserted tubes was accomplished. Key words : Heat Transfer Increase, Condensation, Twisted Tape, Pressure Drop, R-404A.
پایان نامه حاضر به منظور بررسی تجربی افزایش انتقال حرارت و افت فشار توسط نوار پیچیده شده در چگالش بخار R-404A داخل لوله های افقی به انجام رسید. سیستم آزمایشگاهی مورد استفاده یک سیکل تبرید تراکمی بخار R-404A مجهز به کلیه ابزارهای اندازه گیری لازم می باشد که در آزمایشگاه طراحی و ساخته شد. این سیستم شامل یک کندانسور اصلی است که آزمایشات بر روی آن صورت می پذیرد. بعلاوه به منظور دستیابی به کیفیت بخارهای مطلوب و بررسی اثر کیفت بخار روی ضرایب انتقال حرارت و افت فشار هنگام چگالش از پیش کندانسور استفاده شده است. کندانسور دیگری هم برای زیر سرد سازی مبرد بعد از کندانسور اصلی نصب شد. این کندانسورها همگی از نوع دو لوله ای جریان مخالف بوده و از آب به عنوان سیال خنک کن استفاده می کنند. آزمایش ها بر روی لوله صاف و لوله هایی با 4 نوع نوار پیچیده شده متفاوت، در پنج سرعت جرمی مبرد و نیز در شش کیفیت بخار صورت گرفت. در هر آزمایش پارامترهای گوناگونی از قبیل سرعت جرمی مبرد، دمای آب ورودی و خروجی از کندانسورها، فشار استاتیکی مبرد و غیره اندازه گیری گردید و با استفاده از داده های حاصله، ضرایب انتقال حرارت برای لوله های مختلف محاسبه شد. افت فشار دو سرکندانسور اصلی نیز توسط افت فشار سنج دیفرانسیلی اندازه گیری گردید. به منظور بررسی صحت عملکرد دستگاه مقایسه ای نیز بین دادهای ضریب انتقال حرارت و افت فشار بدست آمده از لوله صاف و روابط ارائه شده توسط محققان مختلف صورت گرفت که انطباق خوبی بین آن ها مشاهده گردید. با بررسی نتایج مشخص شد که برای یک سرعت جرمی یکسان، با کاهش گام نوار پیچیده شده ضریب انتقال حرارت و افت فشار افزایش پیدا می کنند. از طرفی برای یک گام نوار مشخص افزایش سرعت جرمی و کیفت بخار منجر به افزایش ضریب انتقال حرارت و افت فشار می شود. با استفاده از نتایج حاصل از لوله های دارای نوار پیچیده شده رابطه جدیدی برای محاسبه ضریب انتقال حرارت و افت فشار در لوله های مجهز به نوار پیچیده شده بدست آوردیم. در نهایت نیز عملکرد نوارهای پیچیده شده مورد ارزیابی قرارگرفت و این نتیجه حاصل شد که به طور کلی استفاده از نوار پیچیده شده مقرون به صرفه نیست و استفاده از آن داخل لوله ها توصیه نمی شود مگر در مواردی که به علت کمبود فضا و ماده نیازمند استفاده از مبدل های فشرده باشیم. کلمات کلیدی: انتقال حرارت، افت فشار، نوار پیچیده شده، ارزیابی عملکرد، مبرد R-404A.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی