Zur Untersuchung der Kondensationswärmeübertragung und Druckverlustcharakteristika in Horizontalrohren mit verschiedenen Zahnprofilstrukturen und zur Aufdeckung der Mechanismen der Wärmeübertragungsverstärkung wurden Experimente an Wärmetauscherröhren mit einem Außendurchmesser von 8 mm durchgeführt, um den Kondensationstransferkoeffizienten und die Druckverlustcharakteristiken im Rohr zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen: Mit steigender Massendurchflussdichte nehmen der Kondensationswärmeübergangskoeffizient und der Druckverlust im Rohr zu; während mit steigender Kondensationstemperatur beide abnehmen. Der Wärmeübertragungskoeffizient des verstärkten Rohrs liegt um 38,5 % bis 115,6 % über dem des glatten Rohrs, der Druckverlust steigt um 49 % bis 173 %. Die spiralförmige Struktur verursacht sekundäre Wirbel im Rohr, die den Wärmetransfer effektiv erhöhen; größere Zahnhöhe und kleinerer Zahnkopfwinkel erzeugen eine stärkere Turbulenz des Kältemittels beim Durchströmen der Zahnspitzen; eine Erhöhung der Zahnzahl vergrößert die Wärmeübertragungsfläche. Im Vergleich des Wärmeübertragungskoeffizienten pro Druckverlust wurde festgestellt, dass das 18° verstärkte Rohr die beste Gesamtleistung aufweist, da der Spiralwinkel zwar den Wärmetransfer verstärkt, aber auch den Druckverlust stark erhöht, weshalb man die Verstärkungsstruktur nicht unbegrenzt für bessere Wärmeübertragung vergrößern sollte. Der Vergleich verschiedener Wärmeübertragungs- und Druckverlustkorrelationen mit experimentellen Werten zeigt, dass die Oliver-Korrelation das Gewicht der äquivalenten Reynolds-Zahl in der Korrelation reduzierte und den Einfluss des Turbulenzgrads auf das Ergebnis anpasste, was eine gute Vorhersagegenauigkeit des Wärmeübertragungskoeffizienten ermöglicht. Hirose berücksichtigte den Lockhart–Martinelli-Parameter und Zweiphasen-Druckverlustmultiplikatoren, wodurch die Genauigkeit der Druckverlustvorhersage verbessert wurde, mit mittleren absoluten Fehlern von 11,4 % und 18,2 %.

Zahnprofil;R513A;Kondensationswärmeübertragung;Druckverlust;Korrelationen