Экспериментальное исследование гидродинамики и теплообмена в каналах малого диаметра при высоких приведенных давлениях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат наук Беляев Александр Владимирович

• Беляев Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Беляев Александр Владимирович

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Режимы течения и гидродинамика в каналах малого диаметра

1.2. Теплообмен при кипении в каналах малого диаметра

1.3. Кризис теплообмена при кипении

1.4. Выводы к главе

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА

2.1. Принципиальная схема гидравлического контура

2.2. Электрическая схема

2.3. Система сбора данных

2.4. Конструктивные элементы

2.5. Описание рабочего участка

2.6. Измерительная аппаратура

2.7. Оценка погрешности измерения

2.8. Выводы к главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

3.1. Обоснование достоверности данных

3.2. Первичные экспериментальные данные

3.3. Данные о теплообмене при кипении

3.4. Обобщение данных по кипению

3.5.Обобщение потерь давления

3.6. Критический тепловой поток

3.6.1. Анализ первичных данных

3.6.2. Обобщение данных о КТП

3.7 Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

2

q - плотность теплового потока, Вт/м hLG - теплота парообразования, Дж/кг h - энтальпия, Дж/кг

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К)

- коэффициент гидравлического сопротивления M - молярная масса, кг/кмоль Cp- теплоемкость, Дж/(кг-К) р - плотность, кг/м3 pw - массовая скорость, кг/(м с) а - коэффициент теплоотдачи (КТО), Вт/(м -К) ^ - динамическая вязкость, Пас v - кинематическая вязкость, м2/с а - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м d - внутренний гидравлический диаметр, м l - длина канала, м db -диаметр пузырька, м p - давление, Па

Ri - удельная газовая постоянная, Дж/(кгК) pr=p/pcr - приведенное давление T - температура, °С Rp - шероховатость поверхности

Re = - число Рейнольдса Рг = — - число Прандтля

X

Во = —---число кипения

pw^hLG

We = (pw) d - число Вебера

pa

\hnomoKa—hs)

x = --- - относительная энтальпия потока

hLG

, \

Со = Рс)--число стесненности

а

Индексы:

сг - критический

сЬ - кипение при вынужденной конвекции пЬ - пузырьковое кипение с - конвекция ^ - насыщенная жидкость м> - стенка Ь- жидкость О - газ т - смесь

г - гидравлический вх - вход вых - выход

нед - недогрев до температуры насыщения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное исследование гидродинамики и теплообмена в каналах малого диаметра при высоких приведенных давлениях»

ВВЕДЕНИЕ

Работа посвящена экспериментальному исследованию гидродинамики и теплообмена в вынужденном потоке кипящей жидкости в каналах малого диаметра при высоких приведенных давлениях. Актуальность исследований связана с устойчивым интересом к миниатюрным теплообменным устройствам. Каналы малого диаметра активно применяются в элементах компактных теплообменников, используемых в различных отраслях промышленности, таких как: компьютерная, автомобильная, космическая, криогенная и другие. Расчет подобных теплообменных аппаратов требует надежных уравнений.

Критерий, который позволил бы на объективной основе определять границу между традиционными каналами, миниканалами и микроканалами в литературе на данный момент явно не установлен. Классификация каналов по какому-либо физическому параметру рабочей жидкости, или, хотя бы, исходя из характерных размеров проходного сечения, необходима при детальном изучении гидродинамики и процессов теплообмена. Можно условно определить границы исходя из области применения каналов в решении инженерных задач.

Согласно популярной классификации Кандликара [1], на данный момент предлагается установить следующие диапазоны гидравлических диаметров (^г): обычные каналы: йг >3 мм, миниканалы: 3 мм > йг >200 мкм, микроканалы: 200 мкм > йг >10 мкм переходные микроканалы: 10 мкм > йг >1 мкм, переходные наноканалы: 1 мкм > йг >0.1 мкм, молекулярные наноканалы: йг < 0.1 мкм.

Следует отметить, что данная классификация никак не связана с какими-либо специальными уравнениями. Она не дает ответ на вопрос о возможности использования классических расчетных соотношений для теплообмена и гидродинамики.

Перед исследователями стоит ряд трудностей при изучении процессов теплообмена и гидродинамики, протекающих в каналах малого диаметра. В основном проблемы возникают при измерении различных параметров, таких как температура и давление на входе и выходе рабочего участка, которые не всегда удаётся измерить с достаточной точностью. Изготовление каналов с гидравлическим диаметром меньше 1 мм также вызывает затруднения. Современные технологии позволяют решить эти проблемы, в настоящее время опубликованы исследования с каналами, гидравлический диаметр которых менее 50 мкм. Точное измерение размеров таких каналов весьма затруднительно, так же, как и измерение степени шероховатости внутренней поверхности, которая оказывает значительное влияние на теплообмен и гидродинамику потока жидкости в канале. Основная трудность при изучении процессов гидродинамики и теплообмена в каналах малого диаметра состоит в создании методик расчета коэффициентов гидравлического сопротивления и теплоотдачи в мини - и микроканалах в двухфазном потоке. На данный момент в литературе существует множество экспериментальных работ, посвященных данной тематики. В большинстве из них данные получены в области низких и умеренных приведенных давлений. Кроме того, предложенные авторами корреляции носят эмпирический характер, в большинстве своем описывающие лишь данные авторов. Именно поэтому они не могут прогнозировать результаты экспериментов с условиями, отличными от тех, при которых были получены. Область высоких давлений в миниканалах остается малоизученной.

Влияние размера канала на гидродинамику и теплообмен в двухфазном потоке несомненно, поскольку существующие внутренние масштабы (размер парового пузырька, диаметр жидкой капли и толщина пленки в дисперсно-кольцевом режиме течения), могут стать соизмеримыми с диаметром канала. На основе анализа, выполненного в работе [110], можно предполагать, что в области высоких приведенных давлений, режимы течения в миниканалах становятся идентичными тем, что наблюдаются в обычных каналах. В этом случае для расчета теплоотдачи и критического теплового потока (КТП) можно использовать

соотношения для обычных каналов. Очевидно, что в однофазных течениях нет оснований ожидать изменения в закономерностях переноса импульса и энергии с уменьшением размера канала, пока остается справедливым приближение сплошной среды.

Целями работы являются:

• получение систематизированного массива экспериментальных данных о гидродинамике и теплообмене при кипении вынужденных потоков в каналах малого диаметра при высоких приведенных давлениях;

• экспериментальное подтверждение предположения о том, что в области высоких приведенных давлений режимы течения в миниканалах становятся идентичными тем, что наблюдаются в обычных каналах. В этом случае для расчета теплоотдачи в миниканалах можно использовать расчетные соотношения, используемые для обычных каналов;

• обобщение собственных опытных данных о потерях давления, коэффициенте теплоотдачи и КТП, анализ возможности применения известных расчетных методик в условиях высоких приведенных давлений.

По теме диссертации опубликовано 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации. Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях:

• VIII ШКОЛА-СЕМИНАР молодых ученых и специалистов РАН В.Е.АЛЕМАСОВА «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», Казань 2012;

• III Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Теплофизические основы энергетических технологий», Томск 2012;

• Девятнадцатая ежегодная международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", Москва 2013;

• Международная конференция по теплопередаче ЩТС-15, Киото, Япония 2014;

• Российская национальная конференция по теплообмену РНКТ-5 и РНКТ-6, Москва 2010, 2014;

• 9-й Международный симпозиум по теплопередаче ККГ-9, Пекин, Китай 2016;

• 5-я конференция микро и нанопотоков, MNF-2016 Милан, Италия;

• 19-я и 21-я Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева, Орехово-Зуево 2013 и Санкт-Петербург 2017.

• Международная конференция «Современные проблемы теплофизики и энергетики», Москва 2017.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы и содержит 152 страницы, 88 рисунков, 10 таблиц и 58 формул. Список литературы содержит 142 наименования.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ 1.1. Режимы течения и гидродинамика в каналах малого диаметра

В работах, посвященных изучению гидродинамики в каналах малого диаметра, до сих пор существует ряд противоречий. Основные вопросы, которые не имеют однозначного ответа, связаны с наличием в микроканалах расхождения зависимости коэффициента гидравлического сопротивления от числа Рейнольдса с законом Пуазейля, а также со значениями чисел Рейнольдса, при которых происходит переход от ламинарного течения к турбулентному. Расчет потерь давления при течении двухфазного потока сильно зависит от режима течения, который может изменяться по длине канала. Для мини- и микроканалов характерно большое разнообразие режимов течения, что затрудняет расчет потерь давления.

В работах [2-6] авторы обнаружили некоторое расхождение с теорией Пуазейля. В работе [2] проводились исследования по течению воды в каналах с гидравлическим диаметром от 50 до 254 мкм. Для трубок с диаметром меньше 100 мкм эксперименты показали значительное расхождение с традиционной теорией, но каналы с большим диаметром показали хорошее соотношение с классической теорией. Авторы так же обнаружили ранний переход от ламинарного к турбулентному режиму течения. Он происходил при числах Рейнольдса Яв=300^900. Авторы объяснили необычный феномен ростом турбулизации потока в пристенных слоях благодаря увеличению влияния неровностей стенки.

В работе [3] так же наблюдался ранний переход к турбулентному режиму течения, он происходил при числах Яв = 700^1100. Опыты проводились на каналах с гидравлическим диаметром от 0.3 до 0.75 мм. В качестве рабочей жидкости использовалась вода и метанол.

Небольшое отличие от классической теории было обнаружено и в работе [5]. В ней проводились точные измерения коэффициента гидродинамического

сопротивления для капилляра диаметром 320 мкм с числами Рейнольдса от 60 до 600. Используемая жидкость - вода. Авторы обнаружили, что экспериментальный коэффициента гидравлического сопротивления меньше теоретического, рассчитанного по закону Пуазеля.

Авторы работы [6] исследовали характеристики трения воды, гексана и изопрапанола, протекающих в капиллярах из плавленого кремнезема. Диаметр капилляра изменялся от 20 до 150 мкм. Авторы обнаружили, что при диаметрах капилляра меньше 100 мкм значение коэффициента трения отличается от значений, рассчитанных по классической теории. Это отличие не зависело от числа Рейнольдса, а зависело от диаметра капилляра. Чем меньше диаметр, тем больше отличие от классической теории. При диаметре 20 мкм это расхождение достигало 30 процентов.

Результаты описанных выше работ противоречат исследованиям [7-9]. В работе [7] авторы описывали исследования по течению воды в каналах с гидравлическим диаметром от 50 до 300 мкм и числами Рейнольдса от 50 до 1500. Эксперименты показали, что перехода от ламинарного режима течения потока в этом диапазоне чисел Рейнольдса не произошло. Однако авторы наблюдали, что характеристики потока отличаются от традиционных представлений, когда размеры канала не превышают 100 мкм. Коэффициент гидродинамического сопротивления в данной серии экспериментов оказался ниже, чем это предсказывал закон Пуазейля. В следующей работе [8] был увеличен диапазон исследуемых чисел Рейнольдса (Яв=20^4000). Коэффициент гидравлического сопротивления, полученный в этих опытах, показал хорошее соответствие с традиционной теорией.

В работе [9] проводились исследования с водой при течении в трубках с гидравлическим диаметром от 80 до 166 мкм. Использовались три материала: стекло, кремний и закалённая сталь. Это помогло исследовать влияние шероховатости на характеристики потока. Эксперименты с гладкими трубками из стекла и кремния показали хорошее согласие полученных данных с рассчитанными по классической теории. Эксперименты со стальной трубкой,

которая характеризуется большим уровнем неровностей, показали, что произведение числа Рейнольдса и коэффициента трения превышает значение 64. Переходный режим течения наблюдался при Яв=1700^2000, и никакого раннего перехода обнаружено не было.

Авторы [10] предложил в своей работе эмпирические формулы для определения границ перехода от ламинарного режима течения к турбулентному:

Яе1 = 1160

Яе, = 2090 •

'2

Ч^у

(1.1)

(1.2)

Здесь Яв1 и Яв2 - значения числа Рейнольдса, соответствующие начальной и конечной границам перехода, е - характерный размер неровностей внутренней стенки, ^м. Эти уравнения были получены для воды, протекающей в канале с относительным значением шероховатости, превышающим 0.7%.

В работах [11,12] проводились исследования по течению фреона Я-114 в канале диаметром 130 ^м и по течению воды в канале диаметром 590 мкм. Эксперименты показали, что переход режимов течения произошёл при числах Рейнольдса Яв=1880^2480. При подстановке в уравнения (1) и (2) геометрических параметров из экспериментов, граничные значения чисел Рейнольдса получаются: Яв1=1729 и Яв2=2632, что находится в хорошем согласии с экспериментом. В случае, когда проводились эксперименты на трубке с диаметром 290 мкм, с водой в качестве рабочей жидкости, переходный режим течения лежал в пределах Яв=2860^3260. Однако в этом случае уравнения (1) и (2) дают значения Яв1=1990 и Яв2=2850, которые, как видно, сильно отличаются от результатов эксперимента.

Из вышесказанного следует, что в миниканалах (3 мм > йг >200 мкм, по классификации Кандликара [1]) классическая гидродинамическая теория хорошо согласуется с экспериментом.

Особый интерес гидродинамика в каналах малого диаметра представляет при кипении теплоносителя. Знание режима течения при кипении теплоносителя

приоритетно в задаче определения коэффициента теплоотдачи и перепада давления. Режим течения теплоносителя зависит от множества параметров, таких как: геометрия канала, давление, тепловой поток, массовая скорость, свойства жидкости и др.

Изучению режимов течения в горизонтальных «обычных» (й>3 мм) каналах посвящено множество публикаций [13-17]. Работы [18-20] посвящены изучению режимов течения воздушно водяной смеси в микроканалах при атмосферном давлении. На рис.1 [18] представлены фотографии с классификацией полученных режимов. В каждом режиме наблюдается сильное преобладание сил поверхностного натяжения над массовыми силами. Все режимы являются аксиально симметричными и не имеют стратификации. Тоже самое наблюдается в работе [20].

Рис. 1. Режимы течения в микроканалах [18]

Исследования режимов течения в каналах малого диаметра и построение карт режимов были выполнены во многих работах [21-31], в которых в основном наблюдались течения без стратификации при обычных давлениях. Авторы статьи [32] провели большую работу по исследованию режимов течения диоксида углерода в миниканалах диаметрами 0.51, 1, 2, 3 мм при высоких приведенных

давлениях рг=0.54^0.95 и массовых скоростях р^=80^900 кг/(м -с). На рис. 2-4 представлена визуализация полученных режимов для разных диаметров при высоких давлениях.

Рис.2. Режимы течения С02 [32] (й=0.51, приведенное давление рг=0.68 Ырс=827.9/156.6=5.28), рг=0.88 (р^ рс= 703.6/248.3=2.83), направление - слева

направо)

Рис.3. Режимы течения С02 [32] (й=1.0, приведенное давление рг=0.68 (р^рс=827.9/156.6=5.28), рг=0.88 (р^ рс= 703.6/248.3=2.83), направление - слева

направо)

Dp=2.0mm Bubbly

Slug-annular

Рис.4. Режимы течения С02 [32] (6=2.0, приведенное давление рг=0.68 (р^рс=827.9/156.6=5.28),рг=0.88 (р^ рс= 703.6/248.3=2.83), направление - слева

направо)

В канале 6=0.51 мм не наблюдается стратификации, в отличии от каналов большего диаметра, в которых стратификация и режимы течения схожи с обычными каналами.

Существует множество формул для расчета падения давления в каналах различного диаметра при двухфазном течении теплоносителя. Выделяют два основных метода - гомогенный и метод разделения потока. Гомогенный метод предполагает усредненные свойства двухфазной жидкости. Методы разделения потока предполагают движение жидкости и паровой фазы внутри трубки с фиксированной массовой скоростью, если бы жидкость или газ занимали все сечение трубы. Подавляющее большинство методов разделения потока, например,

[33], были разработаны на основе модели Локхарта и Мартинелли [34]. В работе

[34] предложена концепция мультипликатора трения в двухфазной области, которая связывает двухфазный градиент давления трения с соответствующей одной фазой, жидкой или газовой. Градиент давления за счет трения в двухфазном потоке обычно выражается через коэффициенты, на которые умножаются соответствующие градиенты в однофазных потоках. В работе [35] представлен большой обзор методик расчета потерь давления в мини- и микроканалах. Здесь же авторы представили свою универсальную методику

расчета, основанную на множестве экспериментальных данных различных авторов.

1.2. Теплообмен при кипении в каналах малого диаметра

Выполненные в 1950 - 60х годах исследования теплообмена при кипении при вынужденном течении теплоносителя в трубах показали, что теплоотдача определяется взаимодействием двух механизмов: конвекцией и кипением. Расчет коэффициента теплоотдачи (КТО) сводится к следующему. В области преобладающего влияния одного из механизмов расчет выполняется по формулам для соответствующей компоненты, пренебрегая влиянием другой. Когда в потоке вклад конвекции и кипения примерно одинаковы, теплоотдача определяется интерполяцией этих двух механизмов.

Если конвекция обычно определяется по общепринятым соотношениям, дающим в целом совпадающие результаты, например: Диттус-Боелтер [36]

Ыис _ 0.023Яе08Рг0А, (1.3)

или Петухова с модификацией Гнелински [37]:

_ (^8)^- 1000)Рг (Рж\0'25 1 + 12.7(С/8)1/2(Рг2/3 - 1) \Ргст) ' ( )

С _ 7(1.82^10(Яе) - 1.64), (1.5)

то формул по кипению существует большое множество, и расчеты по ним значительно разняться. В основном, все они носят эмпирический характер. Одна из часто используемых экспериментальных формул по кипению в большом объеме для широкого диапазона приведенных давлений рг = 0.001^0.9, различных жидкостей, в том числе и фреонов, была получена в работе [38]:

апЬ _ 55рг012(-0.4343 ^10 рг)-055М-0.5^0.б7, (1.6)

где М - молярная масса (2^200).

Надежно использовать формулы, имеющие в основе физические модели и обобщающие экспериментальные данные, например, методику, предложенную Яговым В.В. [39]:

4 Л2ЬТ5

ц = 3.43 X 10-4 (1 + (! + VI + 800В + 400Я), (1.7)

где

В =

Ььс(РСУ)3/2 о(ХТ5)1/2 '

(1.8)

АТ, =Т^-Т5; все свойства определены при температуре насыщения Т,.

В литературе известно множество методик определения коэффициента теплоотдачи при кипении потока жидкости в обычных каналах [40-42]. Одними из наиболее известных являются соотношения Лабунцова Д.А. [43]:

д1/3 №Т3

= 0.1 (1 + 51)1/3,

Р- = (Л2/(аТу))1/3, (32 = кьсрсу/Х

(1.9)

и Чен [44]:

асЬ = Еас + ^апЬ,

ас = 0.023Яе°.8Рг0 4 \ь/й,

/ ^0.79с0.45р0.49 \

апь = 0.00122 0.24)ьТ°0 24Ар0.75, [45]

1 , если х < 0.1

Е =

,Л ч 0.736

2.35 (- + 0.213) , если х >0.1

/1 0.9 ,р ч 0.5 ч0.1

* = (т9 (Рт) © ,

5 =

1

1+2.35xl0-6Re1.17,

(1.10) (1.11)

(1.12)

(1.13)

(114) (1.15)

где Е - коэффициент, учитывающий увеличение вклада конвекции за счет увеличения скорости жидкости на стенке трубы в результате образования

пузырей, S - коэффициент, учитывающий влияние скорости потока на механизм кипения.

В работе [46] авторы улучшили методику Чен [44], и предложили новые выражения для коэффициентов E и S:

i i ч1.78

Е = (1+ , (116)

5 = 0.9622 - 0.5822 [tan-1 (^f^)], (U7)

= (1.18)

Авторы работы [47] предложили методику расчета коэффициента теплоотдачи при кипении в вынужденном потоке недогретой и насыщенной жидкости как интерполяцию между конвективной и кипятильной составляющими процесса теплопередачи:

асЬ = [(FacD£)2 + (5апЬ )2]1/2, (1.19)

F = [1 + xPr¿(p¿/pG - 1)]035, (1.20)

S = (1 + 0.55F01£e016)-1, (1.21)

где апй - коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении в большом объеме жидкости, который определяется по соотношению (1.6). Формула (1.6) универсальна для большинства классов жидкостей при невысоких приведенных давлениях. Однако для некоторых фреонов наблюдается расхождение между расчетом и экспериментом. Соотношение, подобное (1.19), но уже с кубической интерполяцией ас и апЬ, было предложено в работе [48].

В миниканалах (0.2 <d< 3 мм [1]) могут появляться особенности, связанные с характерными масштабами процессов, протекающих в жидкости при кипении, и линейными масштабами канала. Исследования теплообмена в мини- и микроканалах начали появляться довольно давно. Еще до выделения в «особый» вид каналов с характерным поперечным размером < 3 мм в 1950 - 60х годах был выполнен ряд работ по исследованию теплообмена при кипении недогретой и

насыщенной жидкости в условиях вынужденного течения. Наиболее известным примером является цикл работ Орнатского А.П. [49,50] по исследованию теплообмена при кипении воды в трубке d=2 мм при p=10^225 бар, pw= 5000^30000 кг/(м с), с недогревом до температуры насыщения от 200 до 5 °С. Результаты этих работ не давали повода сомневаться в «обычности» каналов диаметром 1-3 мм. Эти опыты осуществлялись по традиционной схеме: при фиксированных параметрах потока (жидкость недогрета на входе), изменялась пошагово нагрузка на рабочем участке от области однофазной конвекции до критических и сверхкритических тепловых нагрузок.

Другой принятой схемой проведения исследований является получение опытных данных для насыщенного потока на входе путем изменения паросодержания потока (при фиксированных давлении, скорости и тепловой нагрузки) с помощью его перегрева на дополнительном нагревателе. Эти исследования, как правило, сопровождаются изучением структуры потока, позволяющим выделить режимы течения теплоносителя. Первая подобная работа, посвященная миниканалам, появилась в 1982 году. Лазарек и Блэк [51] провели эксперименты по измерению коэффициента теплоотдачи, потерь давления и критического теплового потока при течении насыщенного фреона R113 в круглой вертикальной трубе с внутренним диаметром 3.15 мм в диапазоне давлений от 0.13 до 0.41 МПа, массовых скоростей от 125 до 750 кг/(м -с) и тепловых потоков от 14 до 380 кВт/м . В результате было получено следующее расчетное соотношение для турбулентного кипящего потока:

Nucb = 30Деа857Яо0714, (1.22)

Коэффициент теплоотдачи в данной формуле не зависит от паросодержания в потоке рабочей жидкости. Это говорит о том, что при исследованных параметрах потока преобладал механизм кипения и стенка канала не осушалась. Результаты экспериментов хорошо согласуются с другими эмпирическими зависимостями различных авторов для обычных труб.

В работе [52] описываются результаты исследований гидродинамики и теплообмена в одиночной трубке диаметром 2.92 мм. Рабочей жидкостью здесь так же являлся фреон R113. Авторы провели сравнение своих результатов со значениями, рассчитанными по десяти различным эмпирическим зависимостям, и наиболее точно эти результаты описывались соотношением (1.22). Однако авторы, в отличие от [51], наблюдали уменьшения коэффициента теплоотдачи с ростом паросодержания. Вероятно, это было связано с частичным осушением стенки.

Авторы работы [53] провели эксперименты на Я141Ь в каналах с диаметрами 1.39, 2.87 и 3.69 мм. По их данным поведение КТО для диаметров 2.87 и 3.67 мм схоже с тем, что наблюдается в обычных каналах. Однако для диаметра 1.39 наблюдается отличие. При высоких числах паросодержания наблюдается резкий спад КТО, когда канал перекрывается паром. Кроме того, авторы показали, что режимы течения в миниканале отличаются от режимов в обычных каналах и определяются как: одиночные пузыри, объединенные пузыри, снарядное течение. Сравнение экспериментальных данных со значениями, рассчитанными по различным эмпирическим зависимостям для обычных каналов, не дало хороших результатов. На основе полученных данных авторы [53] модифицировали формулу (1.22), приняв во внимание паросодержание:

В своей работе [53] авторы предложили так называемое "confinement number -

пузыря в канале. Со - отношение капиллярной постоянной к диаметру канала. Границей раздела на микро- и макро- было определено число Со = 0.5, при числах стесненности Со > 0.5 каналы считаются микроканалами.

В работе [54] помимо одиночного канала диаметром 2.46 мм использовался канал прямоугольного сечения с размерами 4.06*1.7 мм. Были получены экспериментальные данные для турбулентного кипящего потока на двух

Nucb = 30Re0 857Bo0 714(1 - х)-0143

(1.23)

число

определения стесненности парового

жидкостях R12 и R113. Эксперименты проводились при следующих параметрах потока: ps=0.5-0.8 МПа, pw=44-832 кг/(м2-с), q=3.6-129 кВт/м2, x <0.94. Опытные данные показали, что при значении паросодержания x>0.2, коэффициент теплоотдачи не зависит от x. Авторами была предложена собственная формула для расчета КТО:

асЬ = 840(5o2Weh)0-3(pL/pG)-04, кВт/(м2К). (1.24)

Здесь коэффициент теплоотдачи зависит от числа кипения, числа Вебера и от отношения плотности жидкости к плотности пара. Никакого геометрического эффекта не было обнаружено.

Аналогичная эмпирическая формула с вызывающей "уважение" точностью определения констант, была получена в работе [55] для R152a в горизонтальном канале диаметром 1 мм, при следующих параметрах: ps=0.6 МПа pw=200-600 кг/(м2-с), q=10-60 кВт/м2:

Nucb = 6942.8(Bo2We L)02415(pL/pG)-022652, (1.25)

В работе [56] проведены исследования на фреонах R134a, R12 и R113 в двух круглых каналах диаметрами 2.46 и 2.92 мм и в прямоугольном канале 4.06*1.7 мм, диапазон давлений составил 128 - 856 кПа. Было получено новое соотношение для коэффициента теплоотдачи в вынужденном потоке кипящей жидкости в миниканале с учетом подавления кипения, путем ввода ограничивающего числа:

NC0Иf=1/E01/2,

где Eo=pLgsin(0)b2/a, или как еще предложено в работе [57] - Eo=(2n)2 sin(0)/(pL-pG)gd2/a для круглой трубы, где 0 - угол наклона канала, Ъ1 - максимальная ширина прямоугольного канала. Итоговое соотношение:

Nucb = 770(5 oWehNconf )062(PL/PG Г0297- (1.26)

Авторы [58] разработали расчетное соотношение по принципу интерполяции механизма конвекции и кипения, учитывающее эффекты, связанные с кольцевым режимом течения, толщиной пленки и долей объемного паросодержания:

где б - толщина пленки. Данный подход сложен в применении, так как необходимо знать толщину пленки и паросодержание.

Исследования [59], выполненные на воде в одиночном канале с внутренним диаметром 2.98 мм, показали неплохое соответствие данных с расчетом по формуле Чен [44]. Авторы так же предложили собственную формулу:

В работе [60] эксперименты проводились на рабочем участке из 5 параллельных прямоугольных каналов с гидравлическим диаметром 0.75 мм. В качестве теплоносителя использовался хладон марки БС84. Массовый расход

опытах плавно уменьшался с ростом паросодержания. Расчеты по ранее известным эмпирическим формулам не показали хорошего согласия с экспериментальными данными. Для обобщения результатов работы предложена собственная эмпирическая формула.

В работах [61,62] представлены экспериментальные данные о кипении потока теплоносителя в узких прямоугольных каналах малого гидравлического диаметра. Здесь исследуется теплообменник, состоящий из 21 параллельного микроканала с поперечным размером 231*713 мкм. Эксперименты проводились с деионизированной водой при расходе в диапазоне 135 - 402 кг/(м с) с

асЬ = [(0,0133Де069Рг1а4Л1 /5)3 + (0,023Де°8Ргса4Лс /й)3]1/3, = 4рш(1 -х)б/((1 -еК ),

(1.27)

Кро )

(1.28)

2

изменялся от 557 до 1600 кг/(м с), диапазон изменения подводимой плотности

2

теплового потока составлял д= 0-59900 Вт/м . Коэффициент теплоотдачи в этих

температурой на входе 30 и 60 оС и давлением на выходе 117 кПа. На рис. 5 показана схема рабочего участка экспериментальной установки. Система микроканалов (обведена овалом) подогревается за счет медного теплообменника. Для визуального контроля предусмотрена толстая пластина из поликарбонатного стекла. Над верхней поверхностью теплообменника вдоль центральной плоскости установлены четыре термопары для измерения распределения температуры. Подводимый тепловой поток рассчитывается по известным формулам для поверхности с оребрением.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Беляев Александр Владимирович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kandlikar S.G. Fundamental issues related to flow boiling in minichannels and microchannels // Exp. Thermal and Fluid Science. 26 (2002), pp. 389-407.

2. Gh. Mohiuddin Mala, Dongqing Li, Flow Characteristics in Microtubes // Int. J. of Heat and Fluid Flow, Vol. 20, pp.142-148, 1999.

3. X. F. Peng and B. X. Wang, 1993, "Forced convection and flow boiling heat transfer for liquid flowing through microchannels," Int. J. Heat Mass Transfer, 36, pp. 3421-3427.

4. D., Yu, R., Warrington, R., Barron, T., Ameel, An Experimental and Theoretical Investigation of Fluid Flow and Heat Transfer in Microtubes// ASME/JSME Thermal Engineering Conference, Vol. 1, ASME 1995.

5. D. Brutin, F. Topin, L. Tadrist, An Efficient Method to Calculate the Friction Factor of Laminar Flow in Capillaries// Submitted to AICHE Journal. 2001.

6. J. Judy, D. Maynes, B.W. Webb, Liquid Flow Pressure Drop in Microtubes// Proc. of the Int. Conference on Heat Transfer and Transport Phenomena in Microscale, Banff, Canada, October 15-20, 2000.

7. B. Xu, K.T. Ooi, N.T. Wong, C.Y. Liu, W.K. Choi, Liquid Flow in Microchannels// Proc. of the 5th ASME/JSME Joint Thermal Engineering Conference, San Diego, California, March 1519, 1999.

8. B., Xu, K.T., Ooi, N.T., Wong, W.K., Choi, Experimental Investigation of Flow Friction for Liquid Flow in Microchannels// Int. Comm. Heat Mass Transfer, Vol. 27, No. 8, pp. 11651176, 2000.

9. Z. X. Li, D. X., Du, Z. Y. Guo, Experimental Study on Flow Characteristics of Liquid in Circular Microtubes// Proc. Of the Int. Conference on Heat Transfer and Transport Phenomena in Microscale, Banff, Canada, October 15-20, 2000.

10. E. A. Preger, L.A. Samoilenko, Investigation of Hydraulic Resistance of Pipelines in the Transient Mode of Flow of Liquids and Gases// Issled, Vodosnabzhen, Kanalizatsii (Trudy LISI), no. 50, pp.27-39, Leningrad, 1966.

11. P. Celata, M. Cumo, M. Guglielmi, G. Zummo, Experimental Investigation of Hydraulic and Single Phase Heat Transfer in 0.130 mm Capillary Tube// Microscale Thermophysical Engineering, Vol. 6, pp. 85 - 97, 2002.

12. A. Bucci, G.P. Celata, E. Serra, G. Zummo, Analisi microscopica tridimensional della superficie interna e caratterizzazione termoidraulica di capillari in acciaio da 172, 290 e 520 micron// ENEA Internal Report (in Italian), 2001.

13. O. Baker, Simultaneous flow of oil and gas. Oil Gas J. 53 (1954) 185e190.

14. K. Sekoguchi, Gas-liquid two-phase flow. Adv. Heat Transfer Eng. 1 (1973)179e185.

15. J.M. Mandhane, G.A. Gregory, K. Aziz, A flow pattern map for gas-liquid flow in horizontal pipes. Int. J. Multiphase Flow 1 (4) (1974) 537e553.

16. J. Weisman, Flow pattern identification in concurrent vapor-liquid flow. in: A.E. Bergles, S. Ishigai (Eds.), Two-phase Flow Dynamics. Hemisphere, New York, 1981, pp. 95e117.

17. N. Kattan, J.R. Thome, D. Favrat, Flow boiling in horizontal tubes, part 1: development of a diabatic two-phase flow pattern map. J. Heat Transfer 120 (1998) 140e147.

18. A. Serizawa, Z. Feng, Z. Kawara, Two-phase flow in microchannels. Exp. Therm. Fluid Sci. 26 (2002)703e714.

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

A. Serizawa, J. Xu, Z. Feng, Two-phase flow and heat transfer in micro-channels Kyoto, in: Proc. 4th Japanese-European two-phase flow group Meeting (2006).

A. Kawahara, P.M.Y. Chung, M. Kawaji, Investigation of two-phase flow pattern, void fraction and pressure drop in a microchannel. Int. J. Multiphase Flow 28 (2002) 1411e1435. Tran, T.N., Wambsganss, M.W., France, D.M., 1996. Small circular and rectangular channel boiling with two refrigerants. Int. J.Multiphase Flow 22 (3), 485-498.

Emil Rahim, Remi Revellin, John Thome, Avram Bar-Cohen, Characterization and prediction of two-phase flow regimes in miniature tubes, International Journal of Multiphase Flow 37 (2011)12-23.

C.L. Ong, J.R. Thome, Macro-to-microchannel transition in two-phase flow: Part 1 - Two-phase flow patterns and film thickness measurements, Experimental Thermal and Fluid Science 35 (2011) 37-47.

Triplett, K.A., Ghiaasiaan, S.M., Abdel-Khalik, S.I., Sadowski, D.L., 1999. Gas-liquid two-phase flow in micro-channels, Part I: Twophase flow patterns. Int. J. Multiphase Flow 25, 337394.

Kasza, K.E., Didascalou, T., Wambsganss, M.W., 1997. Microscale flow visualization of nucleate boiling in small channels: mechanisms influencing heat transfer. In: Shah, R.K. (Ed.), Proceedings of International Conference on Compact Heat Exchangers for Process Industries, Begell House, New York, pp. 343-352.

Kuwahara, K., Koyama, S., Yu, J., Watanabe, C., Osa, N., 2000. Flow pattern of pure refrigerant HFC134a evaporating in a horizontal capillary tube. In: Proceedings of Symposium on Energy Engineering in the 21st Century, Hong Kong, vol. 2, pp. 445-450. Sheng, C.-H., Palm, B., 2000. The visualisation of boiling in small diameter tubes. In: Proceedings of Heat Transfer and Transport Phenomena in Microscale, pp. 204-208. Mertz, R., Wein, A., Groll, M., 1996. Experimental investigation of flow boiling heat transfer in narrow channels. In: Second European Thermal Sciences and 14th UIT National Heat Transfer Conference, Rome, May 26-31.

Yang, C.-Y., Shieh, C.-C., 2001. Flow pattern of air-water and twophase R134a in small circular tubes. Int. J. Multiphase Flow 27, 1163-1177.

Coleman, J.W., Garimella, S., 1999. Characterization of two-phase flow patterns in small diameter round and rectangular tubes. Int. J. Heat Mass Transfer 42, 2869-2881. Coleman, J.W., Garimella, S., 2000. Two-phase flow regime transitions in microchannel tubes: the effect of hydraulic diameter. In: Proceedings of ASME Heat Transfer Division-2000, ASME IMECE 2000, vol. 4, pp. 71-83.

Mamoru Ozawa, Takeyuki Ami, Hisashi Umekawa, Ryosuke Matsumoto, Takashi Hara, Forced flow boiling of carbon dioxide in horizontal mini-channel, International Journal of Thermal Sciences 50 (2011) 296-308.

L. Sun, K. Mishima, Evaluation analysis of prediction methods for two-phase flow pressure drop in mini-channels, Int. J. Multiphase Flow 35 (2009) 47-54.

R.W. Lockhart, R.C. Martinelli, Proposed correlation of data for isothermal two-phase, two-component flow in pipes, Chem. Eng. Prog. 45 (1949) 39-48.

Sung-Min Kim, Issam Mudawar, Review of databases and predictive methods for pressure drop in adiabatic, condensing and boiling mini/micro-channel flows, International Journal of Heat and Mass Transfer 77 (2014) 74-97.

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

F.W. Dittus, L.M.K. Boelter, Heat transfer in turbulent pipe and channel flow, Univ. California, Berkeley, Publ. Eng. 2 (1930) 443- 461.

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

M.G. Cooper, Heat flow rates in saturated nucleate pool boiling — a wide ranging examination using educed properties, in: F. Thomas Irvine (Ed.), Advances in Heat Transfer, Academic Press, Orlando, 1984, pp. 157-239.

Ягов В. В. Теплообмен при развитом пузырьковом кипении// Теплоэнергетика. 1988. №2. С. 4-9.

M. M. Shah, 1982, "Chart correlation for saturated boiling heat transfer: equations and further study," ASHRAE Transactions, 88, pp.185-196.

K. E. Gungor and R. H. S. Winterton, 1986, "A general correlation for flow boiling in tubes and annuli," Int. J. Heat Mass Transfer, 29 (3), pp. 315-358.

Kandlikar, S. G., A General Correlation for Two-Phase Flow Boiling Heat Transfer Coefficient Inside Horizontal and Vertical Tubes, J. Heat Transfer, vol. 102, pp. 219-228, 1990. Лабунцов Д.А., Физические основы энергетики. Избранные труды по теплообмену, гидродинамике, термодинамике// Издательство МЭИ, Москва 2000, c. 104. J.C. Chen, Correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow, Industrial and Engineering Chemistry - Process Design and Development 5 (3) (1966) 322-329. Foster, H. K., Zuber, N., Dynamics of Vapor Bubbles and Boiling Heat Transfer, AIChE J., 1 (1955), p. 531.

S. Edelstein, A.J. Perez, J.C. Chen, Analytic representation of convective boiling functions, AICHE J. 30 (1984) 840-841.

Liu, Z., and Winterton, R. H. S., A General Correlation for Saturated and Subcooled Flow Boiling in Tubes and Annuli, Based on a Nucleate Pool Boiling Equation, Int. J. of Heat and Mass Transfer, vol. 34, pp. 2759-2766, 1991.

D. Steiner and J. Taborek, 1992, "Flow boiling heat transfer in vertical tubes correlated by an asymptotic model," Heat Transfer Engineering, 13 (2), pp. 43-68.

Орнатский А.П., Кичигин А.М. Исследование зависимости критической тепловой нагрузки от весовой скорости, недогрева и давления // Теплоэнергетика, 1961, вып. 2, стр. 75 - 79.

Орнатский А.П. Критические тепловые нагрузки и теплоотдача при вынужденном движении воды в трубах в области сверхвысоких давлений (175-220 атм). Теплоэнергетика, 1963, 3, с. 66-69.

G.M. Lazarek, S.H. Black, Evaporative heat transfer, pressure drop and critical heat flux in a small diameter vertical tube with R-113, Int. J. Heat Mass Transfer 25 (7) (1982) 945-960. M.W. Wambsganss, D.M. France, J. A. Jendrzejczyk, T.N. Tran, Boiling heat transfer in a horizontal small-diameter tube// J. Heat Transfer 115 (1993) 963-972.

P.A. Kew, K. Cornwell, Correlations for prediction of boiling heat transfer in small-diameter channels, Applied Thermal Engineering 17A (1997) 705-715.

T.N. Tran, M.W. Wambsganss, D.M. France, Boiling heat transfer with three fluids in small circular and rectangular channels, ANL-95/9, Illinois, 1995.

Hamdar M., Zoughaib A., Clodic D., Flow boiling heat transfer and pressure drop of pure HFC-152a in a horizontal mini-channel. Int. J. Refrigeration 33, 2010, 566-577.

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

Tran T. N., Wambsganss M.W., Chyu M. C., and France D. M., A Correlation for Nucleate FlowBoiling in a Small Channel, Proc. Int. Conf. On Compact Heat Exchangers for Process Industries, pp. 291-304, 1997.

Zhang, P.; Wang, R.Z.; Xu, L.X. Flow boiling of liquid nitrogen in micro-tubes: Part II - Heat transfer characteristics and critical heat flux. Qi, S.L. International Journal of Heat and Mass Transfer vol. 50 issue 25-26 December 2007. p. 5017-5030.

N. Kattan, J.R. Thome, D. Favrat, Flow boiling in horizontal tubes: Part 3 Development of a new heat transfer model based on flow pattern, Trans. ASME J. Heat Transfer 120 (1998) 156165.

W. Yu, D.M. France, M.W. Wambsganss, J.R. Hull, Two phase pressure drop, boiling heat transfer, and critical heat flux to water in a small-diameter horizontal tube, Int. J. Multiphase Flow 28 (2002) 927-941.

G.R. Warrier, V.K. Dhir, L.A. Momoda, Heat transfer and pressure drop in narrow rectangular channel// Exp. Therm. Fluid Sci. 26 (2002) 53-64.

Weilin Qu, Issam Mudawar, Flow boiling heat transfer in two-phase micro-channel heat sinks--I. Experimental investigation and assessment of correlation methods, International Journal of Heat and Mass Transfer 46 (2003) 2755-2771.

W. Qu and I. Mudawar, Flow boiling heat transfer in two-phase microchannel heat sinks - II. Annular two-phase flow model, International Journal of Heat and Mass Transfer 46 (2003) pp. 2773-2784.

Yen, T.-H., Kasagi, N., and Suzuki, Y., Forced Convective Boiling Heat Transfer in Microtubes at Low Mass and Heat Fluxes, Compact Heat Exchangers, A Festschrift on the 60th Birthday of Shah, R. K., eds. G. P. Celata, B. Thonon, A. Bontemps, and S. G. Kandlikar, Edizioni ETS, Pisa, Italy, 2002.

T.S. Ravigururajan, Impact of channel geometry on twophase flow heat transfer characteristics of refrigerants in microchannel heat exchangers, J. Heat Transfer 120 (1998) 485-491. Y.Y. Yan, T.F. Lin, Evaporation heat transfer and pressure drop of refrigerant R-134a in a small pipe, Int. J. Heat Mass Transfer 41 (1998) 4183-4194.

S. Lin, P. A. Kew and K. Cornwell, 2001, "Two-phase heat transfer to a refrigerant in a 1mm diameter tube," Int. J. Refrigeration, 24, pp. 51-56.

S. G. Kandlikar and M. E. Steinke, 2003, "Predicting heat transfer during flow boiling in minichannels and microchannels," ASHRAE Transactions, 109 (1), CH-03-13-1. M. E. Steinke and S. G. Kandlikar, 2004, "An experimental investigation of flow boiling characteristics of water in parallel microchannels," J. Heat Transfer, 126, pp. 518-526. Vladimir V. Kuznetsov, Alisher S. Shamirzaev, Igor A. Kozulin & Stanislav P. Kozlov, Correlation of the Flow Pattern and Flow Boiling Heat Transfer in Microchannels, , Heat Transfer Engineering, 34(2-3):235-245, 2013.

B. Agostini, A. Bontemps, B. Watel and B. Thonon, 2003, "Boiling heat transfer in minichannels: Influence of the hydraulic diameter," in proceedings of International Congress of Refrigeration 2003, ICR0070.

S. S. Bertsch, E. A. Groll and S. V. Garimella, 2008, "Refrigerant flow boiling heat transfer in parallel microchannels as a function of local vapor quality," Int. J. Heat Mass Transfer, in press.

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

Jatuporn Kaew-On, Somchai Wongwises, New proposed two-phase multiplier and evaporation heat transfer coefficient correlations for R134a flowing at low mass flux in a multiport minichannel, International Communications in Heat and Mass Transfer 39 (2012) 853-860. S. Saitoh, H. Daiguji, and E. Hihara, 2005, "Effect of tube diameter on boiling heat transfer of R-134a in horizontal small-diameter tubes," Int. J. Heat and Mass Transfer, 48, pp. 4473-4984. R. Yun, J. H. Heo and Y. Kim, 2006, "Evaporative heat transfer and pressure drop of R410A in microchannels," Int. J. Refrigeration, 29, pp. 92-100.

H. J. Lee and S. Y. Lee, 2001, "Heat transfer correlation for boiling flows in small rectangular horizontal channels with low aspect ratios," Int. J. Multiphase Flow, 27, pp. 2043-2062. B.S. Haynes, D.F. Fletcher, Subcooled flow boiling heat transfer in narrow passages, International Journal of Heat and Mass Transfer 46 (2003) 3673-3682.

D. Gorenflo, Pool boiling, in: VDI Gesellschaft Verfahrenstechnic und Chemieingenieurwesen (Ed.), English translation of VDI, Dusseldorf, 1993, pp. Ha 4-Ha 18.

Satish G. Kandlikar, Prabhu Balasubramanian, An Extension of the Flow Boiling Correlation to Transition, Laminar, and Deep Laminar Flows in Minichannels and Microchannels, Heat Transfer Engineering, 25(3):86-93, 2004.

Boiling and Evaporation in Small Diameter Channels, E. BERGLES, JOHN H. LIENHARD V, GAIL E. KENDALL, and PETER GRIFFITH, Heat Transfer Engineering, 24(1):18-40, 2003. D. Faulkner, M. Khotan and R. Shekarriz, 2003, "Practical design of a 1000 W/cm2 cooling system" in proceedings of 19th IEEE Semi-Therm Symposium, pp. 223-230. T. Henning, J. J. Brandner and K. Schubert, 2004, "Characterization of electrically powered micro-heat exchangers" Chemical Engineering J., 101, pp. 339-345.

Evaluation of Single Phase Flow in Microchannels for High Heat Flux Chip Cooling— Thermohydraulic Performance Enhancement and Fabrication Technology, Satish G. Kandlikar , William J. Grande, Heat Transfer Engineering, 25(8):5-16, 2004. Single-Phase Flow and Heat Transport and Pumping Considerations in Microchannel Heat Sinks, Suresh V. Garimella ; Vishal Singha, Heat Transfer Engineering, 25(1):15-25, 2004. Methods for Thermal Optimization of Microchannel Heat Sinks, Sung Jin Kim, Heat Transfer Engineering, 25(1):37-49, 2004.

Boiling heat transfer characteristics in a microchannel array heat sink with low mass flow rate, Rui Zhuan, Wen Wang, Applied Thermal Engineering 51 (2013) 65-74.

Thome, J. R., Dupont, V., and Jacobi, A. M., Heat Transfer Model for Evaporation in Microchannels. Part I: Presentation of the Model, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 47, pp. 3375-3385, 2004.

Dupont, V., Thome, J. R., and Jacobi, A. M., Heat Transfer Model for Evaporation in Microchannels. Part II: Comparison with the Database, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 47, pp. 3387-3401, 2004.

J. V. S. Peters and S. G. Kandlikar, 2007, "Further evaluation of a flow boiling correlation for microchannels and minichannels," in proceeding of 5th Int. Conf. on Nanochannels, Microchannels and Minichannels, ICNMM207-30027.

T. Chen and S. V. Garimella, 2006, "Measurements and high-speed visualizations of flow boiling of a dielectric fluid in a silicon microchannel heat sink," Int. J. Multiphase Flow, 32, pp. 957-971.

90. T. Chen and S. V. Garimella, 2007, "Flow boiling heat transfer to a dielectric coolant in a microchannel heat sink," IEEE Transactions of Components and Packaging Technologies, 30 (1), pp. 24 - 31.

91. W. Yu, D. M. France, M. W. Wambsganss and J. R. Hull, 2002, "Two-phase pressure drop, boiling heat transfer, and critical heat flux to water in a smalldiameter horizontal tube," Int. J. Multiphase Flow, 28, pp. 927-941.

92. V. Dupont and J. R. Thome, 2005, "Evaporation in microchannels: influence of the channel diameter on heat transfer," Microfluid Nanofluid, 1, pp.119-127.

93. S. Saitoh, H. Daiguji, H. Hihara, Correlation for boiling heat transfer of R-134a in horizontal tubes including effect of tube diameter, Int. J. Heat Mass Transfer 50 (2007) 5215-5225.

94. Lie Y. M., Su F. Q., Lai R. L., and Lin T. F. Experimental Study of Evaporation Heat Transfer Characteristics of Refrigerants R-134a and R-407C in Horizontal Small Tubes, Int. J. Heat Mass Transfer, 49, pp. 207-218, 2006.

95. V. V. Kuznetsov, A. S. Shamirzaev Boiling Heat Transfer for Freon R21 in Rectangular minichannel, Heat Transfer Engineering, 28(8-9):738-745, 2007.

96. Danilova, G. N., Correlation of Boiling Heat Transfer Data for Freons, Heat Transfer—Soviet Research, vol. 2, no. 2, pp. 73-78, 1970.

97. Dariusz Mikielewicz a, Jaroslaw Mikielewicz, Joanna Tesmar, Improved semi-empirical method for determination of heat transfer coefficient in flow boiling in conventional and small diameter tubes, Int. Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 50, Issues 19-20, September 2007, Pages 3949-3956.

98. J. Mikielewicz, Semi-empirical method of determining the heat transfer coefficient for subcooled saturated boiling in a channel, Int. J. Heat Transfer 17 (1973) 1129-1134.

99. R. Muller-Steinhagen, K. Heck, A simple friction pressure drop correlation for two-phase flow in pipes, Chem. Eng. Progress, No.20, 1986.

100. Stefan S. Bertsch, Eckhard A. Groll, Suresh V. Garimella, A composite heat transfer correlation for saturated flow boiling in small channels, International Journal of Heat and Mass Transfer 52 (2009) 2110-2118.

101. H. Hausen, Darstellung des Wärmeüberganges in Rohren durch verallgemeinerte Potenzbeziehungen, Z. VDI Beiheft Verfahrenstechnik 4 (1943) 91-102.

102. Kwang-Il Choia, A.S. Pamitrana, Jong-Taek Oh, Kiyoshi Saitoc, Pressure drop and heat transfer during two-phase flow vaporization of propane in horizontal smooth minichannels, International journal of refrigeration 32 (2009) 837 - 845.

103. Cristiano Bigonha Tibiri9á, Gherhardt Ribatski, Flow boiling heat transfer of R134a and R245fa in a 2.3 mm tube, International Journal of Heat and Mass Transfer 53 (2010) 24592468.

104. W. Zhang, T. Hibiki, K. Mishima, Correlation for flow boiling heat transfer in mini-channels, Int. J. Heat Mass Transfer 47 (2004) 5749-5763.

105. Schrock, V. E., Grossman, L. M., Nuclear Sci. Eng. 12, 474-81 NO. 18, 69-77 (1956). (1962).

106. J. Wua, T. Koettig, Ch. Franke, D. Helmer, T. Eisel, F. Haug, J. Bremer, Investigation of heat transfer and pressure drop of CO2 two-phase flow in a horizontal minichannel, International Journal of Heat and Mass Transfer 54 (2011) 2154-2162.

107. Zhaohui Liu, Qincheng Bi, Yong Guo, Qianhua Su, Heat transfer characteristics during subcooled flow boiling of a kerosene kind hydrocarbon fuel in a 1 mm diameter channel, International Journal of Heat and Mass Transfer 55 (2012) 4987-4995.

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

Xiande Fang, A new correlation of flow boiling heat transfer coefficients based on R134a data, International Journal of Heat and Mass Transfer 66 (2013) 279-283.

Stefan S. Bertsch, Eckhard A. Groll, and Suresh V. Garimella, Review and Comparative Analysis of Studies on Saturated Flow Boiling in Small Channels, Nanoscale and Microscale, Thermophysical Engineering, 12: 187-227, 2008.

Ягов В. В., Минко М. В. Теплообмен в двухфазном потоке при высоких приведенных давлениях// Теплоэнергетика 2011, № 4, Страницы 13-23.

Y. Katto and S. Yokoy, CHF of forced convection boiling in uniformly heated vertical tubes: experimental study of HP-regime by the use of refrigerant 12, Int. J. Multiphase Flow Vol. 8, No. 2. pp. 165-181, (1982).

Y. Katto, H. Ohno, An improved version of the generalized correlation for critical heat flux for forced convective boiling in uniformly heated vertical tubes, Int. J. Heat Mass Transf. 27 (9) (1984)1641-1648.

M.M. Shah, Improved general correlation for critical heat flux during upflow in uniformly heated vertical tubes, Int. J. Heat Fluid Flow 8 (4) (1987) 325-335.

W. Zhang, T. Hibiki, K. Mishima, Y. Mi, Correlation of critical heat flux for flow boiling of water in mini-channels, Int. J. Heat Mass Transf. 49 (5-6) (2006) 1058-1072. L. Wojtan, R. Revellin, J.R. Thome, Investigation of saturated critical heat flux in a single, uniformly heated microchannel, Exp. Therm. Fluid Sci. 30 (8) (2006) 765-774.

C.L. Ong, J.R. Thome, Macro-to-microchannel transition in two-phase flow: Part 2 - Flow boiling heat transfer and critical heat flux, Exp. Therm. Fluid Sci. 35 (6) (2011) 873-886.

J.E. Park, Critical heat flux in multi-microchannel copper elements with low pressure refrigerants, Ph.D. Thesis, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Thèse No. 4223, 2008. Zahid Anwar, Bjorn E. Palm, Rahmatollah Khodabandeh, Dryout characteristics of natural and synthetic refrigerants in single vertical mini-channels, Experimental Thermal and Fluid Science 68 (2015)257-267.

W.V. Kuan, Experimental study of flow boiling heat transfer and critical heat flux in microchannels, Ph.D. Thesis, Rochester Institute of Technoloy. (2006).

Luzhi Tan, Changnian Chen, Xiaoming Dong, Zhiqiang Gong, Mingtao Wang, Experimental study on CHF of R134a flow boiling in a horizontal helically-coiled tube near the critical pressure, Experimental Thermal and Fluid Science 82 (2017) 472-481.

I.L. Pioro, D C. Groeneveld, S C. Cheng, S. Doerffer, A.Z. Vasic, Yu. V. Antoshko, Comparison of CHF measurements in R-134a cooled tubes and the water CHF look-up table, International Journal of Heat and Mass Transfer 44 (2001) 73-88.

D.C. Groeneveld, L.K.H. Leung, P.L. Kirillov, et al., The 1995 look-up table for critical heat flux in tubes, Nuclear Engineering and Design 163 (1996) 1±23.

D.C. Groeneveld, S.C. Cheng, T. Doan, AECL-UO critical heat flux look-up table, Heat Transfer Engineering 7 (1986) 46±62.

D.C. Groeneveld, S. Doerffer, R.M. Tain, et al., Fluid- to-fluid modeling of the critical heat flux and post dry-out heat transfer, in: Proceedings of the World Congress on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Brussels, June, vol. 2, 1997, pp. 859±867.

D.C. Groeneveld, D. Blumenrohr, S.C. Cheng, et al., Laboratories using different modeling fluids, in: Proceedings of the 4th International Topical Meeting on Nuclear Thermal Hydraulics (NURETH-4), Salt Lake City, Utah, USA, vol. II, 1992, pp. 531±538.

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

R.M. Tain, S.C. Cheng, D.C. Groeneveld, Critical heat flux measurements in a round tube for CFC's and CFC alternatives, International Journal of Heat and Mass Transfer 36 (1993) 2039±2049.

Ивашкевич А.А. Обобщение опытных данных о кризисе кипения воды в трубах // Атомная энергия. 2000. Т. 88. Вып. 1. С. 67-69.

Захаров С.В., Павлов Ю.М. Методика расчета критической плотности теплового потока при пузырьковом кипении жидкостей в каналах // Теплоэнергетика. 2004. №3. С. 72-78. Основы теплопередачи. М.А. Михеев, И.М. Михеева, Изд. 2-е, стереотип. М., «Энергия» 1977, стр. 31.

Зейгарник Ю.А., Кириллова И.В., Климов А.И., Смирнова Е.Г. Некоторые результаты измерений гидравлического сопротивления при кипении воды, недогретой до температуры насыщения / Теплофизика высоких температур, 1983, т.21, №2, стр. 303308.

Inasaka F., Nariai H. and Shimura T. Pressure drops in subcooled flow boiling in narrow tubes / Heat Transfer Japanese Research, 1989, vol.18, pp. 70-82.

Tong W., Bergles A.E., Jensen M.K. Pressure Drop with Highly Subcooled Flow Boiling in Small Diameter Tubes // Two-Phase Flow Modelling and Experimentation, 1995, C.P. Celata and R.K. Shah (eds.), Edizioni ETS, Vol.1, 617-628.

Tong W., Bergles A.E., Jensen M.K. Pressure drop with highly subcooled flow boiling in small-diameter tubes / Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 15, № 3, 1997, рр. 202212.

Дедов А.В., Варава А.Н., Комов А.Т., Ягов В.В. Особенности теплообмена в недогретом закрученном потоке//Третья Российская национальная конференция по теплообмену. Москва, 21-25 октября 2002 г., том 4, стр.76-79.

A.V. Dedov, A.T. Komov, A.N. Varava, V.V. Yagov. Boiling heat transfer in swirl flow of subcooled water. Heat transfer, Proceedings of the Twelfth international heat transfer conference, Grenoble, France, 2002, P. 731-736.

Дедов А.В. Особенности кипения в недогретом потоке / Теплоэнергетика, 2009, № 8, стр. 62-69.

И.Е. Идельчик, "Справочник по гидравлическим сопротивлениям", Москва "Машиностроение" 1975.

A.V. Dedov, A.T. Komov, A.N. Varava, V.V. Yagov, Hydrodynamics and heat transfer in swirl flow under conditions of one-side heating. Part 2: Boiling heat transfer. Critical heat fluxes, International Journal of Heat and Mass Transfer 53 (21-22) (2010) 4966-4975. Syed Waseem Akhtar, Sang-Ki Moon, Se-Young Chun, Sung-Deok Hong, Won-Pil Baek, Modeling capability of R134a for a critical heat flux of water in a vertical 5*5 rod bundle geometry, Int. J. Heat Mass Transf. 49 (2006) 1299-1309.

Захаров С.В., Кризис теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкостей в каналах: учебное пособие / С.В. Захаров, Ю.М. Павлов. - М.: Издательство МЭИ, 2005. - 48 с. D.C. Groeneveld, J.Q. Shan, A.Z. Vasi, L.K.H. Leung, A. Durmayaz, J. Yang, S.C. Cheng, A. Tanase, The 2006 CHF look-up table, Nuclear Engineering and Design 237 (2007) 1909-1922. Ягов В.В., Пузин В.А. Кризис кипения в условиях вынужденного движения недогретой жидкости // Теплоэнергетика. 1985. №10. С. 52-54.