液化天然ガス用螺旋湧流板管殼式熱交換器の殻側における炭化水素作動流体の二相流形態は、熱交換器の熱伝達性能を決定する。可視化実験手法により、螺旋湧流板管殼式熱交換器の殻側でのプロパンおよびエタン/プロパン混合物の二相流形態を測定した。実験結果は以下の通りである：乾度の増加に伴い、層流、層流-霧流および霧流の3種類の流型が順に観察された。プロパンの質量流密度が20 kg/(m²·s)から40 kg/(m²·s)に増加するに伴い、層流から層流-霧流への転移乾度は0.7から0.3に減少し、層流-霧流から霧流への転移乾度はほぼ1から0.7に減少した。エタンの割合が0から50%に増加するに従い、層流から層流-霧流への転移乾度は0.30~0.45から0.43~0.55に増加し、層流-霧流から霧流への転移乾度は0.69~0.85から0.83~ほぼ1に増加した。既存の水-空気混合物の流型図は炭化水素作動流体の流型予測には適用できず、新たに構築した流型転移基準は層流、層流-霧流および霧流の予測偏差がそれぞれ約6.5％、5.5％、4.2％であった。

混合冷媒;二相流;流型;殻側;螺旋湧流板