Dieser Artikel erstellt ein Modell für den Ringströmungsprozess beim Strömungskochen des Kältemittels R1234ze(E) in Mikro-Rohren und untersucht die Wärmeübertragung sowie den Druckabfall bei Zweiphasen-Gas-Flüssigkeitsströmungen. Unter Berücksichtigung der Einflüsse von Schwerkraft, Oberflächenspannung und Scherspannung an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche wurde die ungleichmäßige Verteilung des zirkumferenziellen Flüssigkeitsfilms und deren Auswirkung auf Strömung und Wärmeübertragung simulativ analysiert. Die Ergebnisse stimmen gut mit vorhandenen experimentellen Daten überein. Zudem wurden die Einflüsse verschiedener Faktoren auf den Oberflächenwärmeübergangskoeffizienten und den Druckabfall im Ringströmungsbereich untersucht. Die Simulationsergebnisse zeigen: Im Anfangsgebiet der Strömung wird die Verteilung der Filmstärke im Querschnitt durch die Schwerkraft beeinflusst, mit Fortschreiten des Strömungskochens nimmt dieser Einfluss ab; bei vorhandener Schwerkraft ist der durchschnittliche Oberflächenwärmeübergangskoeffizient der Ringströmung höher als ohne Schwerkraft; mit zunehmender Gravitationsbeschleunigung steigt der durchschnittliche Oberflächenwärmeübergangskoeffizient der Ringströmung kontinuierlich; mit zunehmendem Massenstrom erhöhen sich Wärmeübergangskoeffizient und Druckabfall; mit zunehmendem Rohrdurchmesser nehmen Wärmeübergangskoeffizient und Druckabfall ab.

Mikro-Rohre;Strömungskochen;Ringströmung;R1234ze(E)