Estudo experimental de escoamento bifásico líquido-vapor denso em um ciclo de compressão a vapor em cascata modificado com fluido refrigerante r410a [recurso eletrônico]
Guilherme Rosario dos Santos
TESE
Português
T/UNICAMP Sa59e
[Experimental study of two-phase dense vapor-liquid flow within a modified cascade vapor-compression refrigeration cycle with r410a refrigerant]
Campinas, SP : [s.n.], 2022.
1 recurso online (254 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Ricardo Augusto Mazza
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Resumo: Esse trabalho investiga a influência do efeito da massa específica do gás na fração de vazio e gradiente de pressão em escoamentos verticais ascendentes. Um circuito modificado de refrigeração em cascata operando com fluido refrigerante R410a gera correntes monofásicas de líquido e vapor com...
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Resumo: Esse trabalho investiga a influência do efeito da massa específica do gás na fração de vazio e gradiente de pressão em escoamentos verticais ascendentes. Um circuito modificado de refrigeração em cascata operando com fluido refrigerante R410a gera correntes monofásicas de líquido e vapor com diferentes razões de densidade. Essas correntes são misturadas e injetadas em uma seção de teste. A seção de teste é em aço inoxidável SCH 40 com ID de 26,64 mm e 5,8 m de comprimento. A faixa de pressão foi de 17 a 23 Bara, a razão de densidade variou de 10 a 15, enquanto o fluxo mássico total foi de 733.1 a 882.9 kg.s-1.m-2. Medições de frações de vazio foram realizadas por meio de válvulas de fechamento rápido, um medidor de temperatura não-intrusivo e medidores de pressão absoluta e diferencial. Os dados experimentais foram comparados com modelos de literatura para avaliar a capacidade de resposta dos modelos para os gradientes de pressão e relações de drift em cenários de alta pressão. Em relação ao mapa de fluxo, a razão de densidade muda significativamente as linhas de transição do padrão agitante e anular. A região do padrão agitante desaparece e a transição para o anular ocorrem em menores velocidades superficiais de vapor. A razão de densidade não influencia a fração de vazio e razão de velocidade de escorregamento; ambas aumentam com a velocidade superficial de vapor. Fatores de correção foram propostos para o gradiente de pressão e a respectiva parcela por fricção para propiciar uma melhor concordância com os dados experimentais. Em relação às relações de drift, o modelo de Ishii (1977) mostrou ser um pouco melhor que o modelo de Bhagwat and Ghajar (2014). A razão de densidade não influencia a relação de drift para uma faixa de número de Froude de 2,6 a 7,4
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Abstract: The present work investigates the influence of gas density on the void fraction and pressure drop in an upward gas-liquid flow. An R410a modified cascade refrigeration cycle generates measured single-phase streams with different liquid and vapor density ratios, mixes, and injects into the...
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Abstract: The present work investigates the influence of gas density on the void fraction and pressure drop in an upward gas-liquid flow. An R410a modified cascade refrigeration cycle generates measured single-phase streams with different liquid and vapor density ratios, mixes, and injects into the test section. The test section was SCH40 stainless steel tube with 26.64 mm ID and 5.8 meters long. The pressure spans from 17 to 23 Bara, the liquid-vapor density ratio spans from 10.2 to 15.2, while the total mass flux spans from 733.1 to 882.9 kg.s-1.m-2. Quick close valves, non-intrusive temperature probes, and absolute and differential pressure sensor measures the void fraction, pressure gradient and head losses. The experimental data were compared to the literature model to access the model’s prevision capability for high gas-density scenarios not only for pressure gradient and head losses, but also for drift relationships. Regarding to flow pattern map, the density ratio significantly changes the churn and annular transition lines. The churn region disappears, and annular transition occurs with lower gas velocities. The density ratio does not influence the void fraction and slip velocity; both of them increase with the superficial vapor velocity. Correction factors for pressure gradient and head losses were proposed to achieve a better agreement with experimental data. Regarding to drift relationships, Ishii (1977) model showed a little better accuracy than Bhagwat and Ghajar (2014) model. The density ratio has no evident influence on the drift relationship with the Froude spanning from 2.6 to 7.4
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Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
Mazza, Ricardo Augusto, 1969-
Orientador
Ribeiro, Geraldo Afonso Spinelli Martins
Avaliador
Andreolli, Ivanilto
Avaliador
Estevam, Valdir, 1952-
Avaliador
Castro, Marcelo Souza de, 1986-
Avaliador
Estudo experimental de escoamento bifásico líquido-vapor denso em um ciclo de compressão a vapor em cascata modificado com fluido refrigerante r410a [recurso eletrônico]
Guilherme Rosario dos Santos
Estudo experimental de escoamento bifásico líquido-vapor denso em um ciclo de compressão a vapor em cascata modificado com fluido refrigerante r410a [recurso eletrônico]
Guilherme Rosario dos Santos