HUBUNGAN PENDIDIHAN KARAKTERISTIK CO2 DALAM MICROCHANNELS

1. Pengenalan
Sebuah microchannel penukar panas menyediakan beberapa keuntungan di atas suatu fin-tube penukar panas konvensional dalam suatu transkritikal CO2 tekanan sistem operasi dalam kaitan dengan struktur salurannya. Di samping microchannels menyediakan banyak area kontak lebih besar dengan cairan per volume unit dan menghasilkan suatu koefisien alih panas lebih tinggi membandingkan dengan itu dalam suatu tabung putaran. Meski suatu area kontak ditambahkan dengan cairan akan meningkatkan tekanan pada microchannels, CO2menunjukkan suatu tekanan yang lebih kecil dibanding bahan pendingin konvensional lain. dengan keuntungan ini, microchannels kita dapat menyelamatkan ruang dan material penukar panas, dan mengurangi beban bahan pendingin danbebannya. bagaimanapun, microchannel penukar panas sebagai suatu evaprator mempunyai kekurangan bahan pendingin mal-distribution dan memadatkan pengeringan air.

2. Susunan experimental dan kondisi pengujian
figur 1 menunjukkan suatu bagan untuk susunan yang bersifat percobaan. pompa rodagigi yang magnetis bekerja mengedarkan cairan dan memanaskan lebih dulu untuk melakukan penyesuaian mutu uap air yang inlest di bagian test. penerapan suatu arus searah yang memanaskan yang menggunakan metode suatu transformator arus tinggi dengan 1000 A dan 5 V. test pelepasan panas telah diselenggarakan pada suatu temperatur rata-rata cairan 10o C dengan berbagai suhu dan kondisi-kondisi perubahan massa terus menerus.
tingkat tarif aliran massa diukur menggunakan suatu Arus EfekcoriolisMeter dengan suatu ketidak-pastian + 0,2% yang terbaca. temperatur dinding telah terukur oleh thermocouples T-Type dengan ketelitian yang dikalibrasi + 0.1%. perbedaan temperatur di antara thermocouples pada tahap tunggal berlari adalah kurang dari + 0.2C. tekanan bahan pendingin yang memasuki bagian test itu telah dipantau dengan suatu tekanan transducer dengan suatu ketidak-pastian + 0.2% secara keseluruhan.

figur 2 menunjukan spesifikasi lima microchannels yang diuji dalam studi. Diameter hidrolik bagian test bervariasi dari 1.08 sampai 1.54 mm. figur 3 menunjukan hubungan bagian-bagian dari microchannels dan detil palu air. tingginya palu air adalah 120 mm dan lubang secara hati-hati untuk mencocokan microchannels. test dilakukan pada perubahan masa terus menerus dari 200 sampai 400 kg/m2s, fluks panas dari 10 sampai20 kW/m2, dan temperatur kejenuhan dari 0 untuk 100 C.



3. Hasil dan diskusi
figur 4 menunjukkan perbandingan data saat ini dengan Pettersen et al.'s [ 1] untuk microchannel nel. kedua data menunjukkan suatu existance dryout pada mutu uap air yang moderat.
figur 5 menunjukkan pengaruh perubahan panas terus menerus pada koefisien didih perpindahan panas untuk CO2 dan R134a. koefisien perpindahan panas untuk CO2 pada suatu fluks panas 100kW/m2 peningkatan dengan uap air berkualitas, sedang itu tetap tinggal secara wajar pada suatu fluks panas 15 kW/m2, koefisien perpindahan panas CO2¬ yang terbaik adalah tetap berada pada 0.55, tetapi permulaan untuk berkurang di luar yang ditunjuk.

figur 6 menunjukan pengaruh temperatur kejenuhan pada koefisien perpindahan pada suatu perubahan massa terus menerus 300kg/m2s dan berbagai kondisi fluks panas. koefisien perpindahan panas pada temperatur kejenuhan 5 dan 10o C meningkat dengan 13% dan 30% berturut-turut, berdasar pada data itu, pada suatu kejenuhan temperature 0o C. sebagai contoh, tegangan permukaan CO2 pada 0.5, dan 10o C adalah 0.0046, 0.0036, dan 0.0028N/m, berturut-turut. lebih dari itu, ketika fluks panas meningkat dari 10 sampai 15kW/m2 dan 20kW/m2 pada suatu temperatur kejenuhan 5o C, koefisien perpindahan panas ditingkatkan pada 18% dan 38%, berturut-turut.
figur 7 menunjukkan efek perubahan terus menerus massa pada koefisien alih-alih ketika dryout terjadi. ketika perubahan massa terus menerus adalah 200 kg/m2s, koefisien perpindahan panas tinggal atas hampir tetap sampai suatu mutu 0.8. bagaimanapun perubahan massa terus menerus meningkat dari 200 sampai 300kg/m2s, suatu pengurangan yang cepat koefisien transfer panasdiamati pada suatu uap air yang berkualitas 0.7.
figur 7b menunjukkan perubahan massaterus menerus pada efek koefisien perpindahan panas di bawah kondisi non-dryout. efek perubahan massa terus menerus menjadi negligble.


Figur 8 menunjukan efek dari garis tengah hidrolik pada rata-rata koefisien perpindahan panas. ketika garis tengah yang hidrolik berkurang dari 1.54 ke 1/27mm dan dari 1.27 ke 1.08mm adalah suatu fluks panas 15kW/m2, koefisien perpindahan panas meningkat dengan 5% dan 31%, berturut-turut.
Tabel 2 menunjukan model yang ada mengembangkan untuk meramalkan convective yang mendidih koefisien perpindahan panas dalam tabung berdiameter kecil.



Figur 9 ( a) dan ( b) menunjukkan perbandingan data saat ini dengan ramalan [yang] menggunakan model biasanya, semua model yang ditunjukkan studi ini yang besar di bawah ramalan pada koefisien perpindahan panas yang tinggi di atas 15000kW/m2K.

4. Kesimpulan
Dalam studi ini, karakteristik pendidihan pemindahan kalor CO2 dalam microchannels secara eksperimen diselidiki dengan bermacam-macam operasi kondisi-kondisi dan diameter hidrolik dalam microchannels. rata-rata koefisien perpindahan panas CO2 adalah 53% lebih tinggi dibanding R134A. efek fluks panas pada koefisien perpindahan panas CO2 jauh lebih penting dibanding mereka yang menggunakan R134a.