Effect of bubble temperature on heat transfer coefficient and pressure drop during complete evaporation

The two-phase heat transfer study was carried out on refrigerant mix ture R449a, which is one of the fourth-generation refrigerants. The experiments are carried out in a horizontal smooth copper tube at six different mass fluxes ranging from 175 to 400 kg.m−2s−1 and four different bubble temperatures, from 2.5◦C to 10◦C. Prior to actual tests, Preliminary experiments are done to understand the effect of wall temperatures on heat transfer coefficient. As a result, it is found that the wall temperature has a significant impact on heat transfer coefficient, espe cially in complete evaporation tests and the wall temperature at test section outlet has to be kept constant for all tests in order observe the effect of mass fluxes and bubble temperatures. The results has shown the increasing trend of heat trans fer coefficient with increase in bubble temperatures, whereas pressure drop show the decreasing trend. The experimental results are compared with correlations. The Zhang and Webb Correlation provided the best prediction for pressure drop and Dione et al has least error for comparison with heat transfer coefficient, while Berstch correlation has the least mean absolute deviation. In order to ensure the accuracy of data, the pressure drop values are curve fitted in the Matlab with power law exponent 2 and heat transfer coefficient values are calculated using thermody namic properties in RefProp and compared with the experimental values.

Lo studio del trasferimento di calore bifase è stato condotto sulla miscela refrigerante R449a, che è uno dei refrigeranti di quarta generazione. Gli esperimenti sono condotti in un tubo di rame liscio orizzontale a sei diversi f lussi di massa che vanno da 175 a 400 kg.m−2s−1 e quattro diverse temperature di bolla, da 2,5◦C a 10◦C. Prima dei test effettivi, vengono condotti esperimenti preliminari per comprendere l’effetto delle temperature di parete sul coefficiente di trasferimento di calore. Di conseguenza, si è scoperto che la temperatura di parete ha un impatto significativo sul coefficiente di trasferimento di calore, specialmente nei test di evaporazione completa e la temperatura di parete all’uscita della sezione di prova deve essere mantenuta costante per tutti i test al fine di osservare l’effetto dei flussi di massa e delle temperature di bolla. I risultati hanno mostrato l’andamento crescente del coefficiente di trasferimento di calore con l’aumento delle temperature di bolla, mentre la caduta di pressione mostra l’andamento decrescente. I risultati sperimentali sono confrontati con le correlazioni. La correlazione Zhang e Webb ha fornito la migliore previsione per la caduta di pressione e Dione et al ha il minimo errore per il confronto con il coefficiente di trasferimento di calore, mentre la correlazione Berstch ha la minima deviazione assoluta media. Per garantire l’accuratezza dei dati, i valori della caduta di pressione sono curve adattate in Matlab con esponente della legge di potenza 2 e i valori del coefficiente di trasferimento di calore sono calcolati utilizzando proprietà termodinamiche in RefProp e confrontati con i valori sperimentali.