Wärmeübergang und Druckabfall beim Strömungssieden von R134a und R134a-Öl-Gemischen in vertikalen Multiport-Rohren

Für extrudierte Multiport-Rohre mit kleinen Strömungsquerschnitten existiert noch keine ausreichend gesicherte Auslegungsgrundlage. Ziel war es daher, den Wärmeübergang und Druckabfall beim Strömungssieden von reinem Kältemittel und Kältemittel-Öl-Gemischen in drei Multiport-Rohren mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten experimentell zu ermitteln. Als Testfluid diente R134a. Die experimentellen Untersuchungen erfolgten bei einer Siedetemperatur von ?s=0°C und im Bereich von Massenstromdichten von m& 2 2 = 30kg/ m s bis 300 kg / m s.

In Analogie zur Filmkondensation strömender Dämpfe wurde eine Korrelation zur Beschreibung des Wärmeübergangs bei der Verdampfung in Minikanälen erstellt. Die erzielten Ergebnisse deuten auf eine unterschiedliche Dominanz der Strömungsformen Pfropfen- und Ringströmung sowie deren Übergangsvorgänge hin.

Die Untersuchungen zum Zweiphasendruckabfall mit reinem Kältemittel ergaben den typischen Anstieg des Druckabfalls mit der Massenstromdichte sowie die Ausbildung eines Druckabfall-Maximums in Abhängigkeit vom Strömungsdampfgehalt.

Der Einfluss von Öl bewirkt in allen drei Geometrien eine Verringerung des Wärmeübergangs bei hohen Strömungsdampfgehalten. Bei geringem Strömungsdampfgehalt wird bei den Geometrien 1 und 2 der Wärmeübergang durch das Öl bei hohen Massenstromdichten verbessert.

Der Zweiphasendruckabfall wurde durch das im Kältemittel gelöste Öl insbesondere bei hohen Dampfgehalten gegenüber dem des reinen Kältemittels erhöht. Höhere Ölkonzentrationen führen zu deutlich höheren Druckabfällen.