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AbstractAbstract
[en] Experimental studies are presented of the heat transfer behaviour of a post dry-out flows in directly heated tubes of 6 m length. The wall temperatures of the tube are measured by thermocouples, which are distributed radially and axially on the outer tube surface. The vapor temperature is determined by a probe at the exit of the tube R 12 is used as a working fluid. Based on the experimental temperature distribution, the influence on pressure, massflow-density, and on specific thermal surface load had been studied. As a result, the heat transfer behaviour is dominated in a broad parameter range by thermal non-equilibrium conditions between the phases. Under these conditions the heat is transfered mainly from the tube wall to the vapor and from the vapor to the droplets. The strong wall temperature decrease observed at higher pressures and specific thermal surface loads after the dryout is not explained by a contact between the droplets and the tube wall, but by the decay of the droplets in the boundary layer of the wall. The non-uniform wall-temperature distribution of the horizontal tube and the lower evaporation rate compared with a vertical tube are explained by a non-uniform vapor temperature - and droplet distribution over the tube cross-section. A model is proposed for the calculation of the wall temperatures, which accounts for all these individual effects. This model can also be applied in the case of water as is demonstrated by a comparison with respective experimental results from the literature. (orig.)
[de]
An direkt beheizten Rohren von 6 m Laenge werden Untersuchungen durchgefuehrt, die das Waermeuebertragungsverhalten von Spruehstroemungen (Post-Dryout) beinhalten. Dazu werden die Rohrwandtemperaturen mit Mantelthermoelementen gemessen, die radial und axial verteilt an der Rohraussenwand befestigt sind. Zur Messung der Dampftemperatur dient eine Sonde, die am Austritt des Rohres angebracht ist. Das Versuchsfluid ist R 12. Mittels der gemessenen Temperaturen wird der Einfluss von Druck, Massenstromdichte, Heizflaechenbelastung, Rohrdurchmesser und Rohrlage analysiert. Es zeigt sich, dass das Waermeuebergangsverhalten in einem weiten Parameterbereich durch ein thermodynamisches Ungleichgewicht zwischen den Phasen gepraegt wird, wobei die Waermeuebertragung im wesentlichen von der Rohrwand an den Dampf und vom Dampf an die Tropfen erfolgt. Ein bei hoeheren Druecken und Heizflaechenbelastungen auftretender steiler Abfall der Wandtemperaturen direkt nach dem Dryout wird nicht mit einem Kontakt zwischen Tropfen und Rohrwand sondern durch den Zerfall der Tropfen beim Eindringen in die Wandgrenzschicht erklaert. Die im horizontalen Rohr ueber den Umfang auftretenden ungleichfoermigen Wandtemperaturen und eine gegenueber dem vertikalen Rohr verringerte Verdampfungsrate werden mit einer ueber dem Rohrquerschnitt ungleichfoermigen Dampftemperatur- und Tropfenverteilung begruendet. Es wird ein Modell zur Berechnung der Rohrwandtemperaturen vorgeschlagen, das die erwaehnten Einzelmechanismen enthaelt. Die Uebertragbarkeit des Modells auf Wasser wird durch den Vergleich mit entsprechenden Versuchsergebnissen aus der Literatur aufgezeigt. (orig.)Original Title
Untersuchungen zum Waermeuebergang bei vertikalen und horizontalen Rohrstroemungen im Post-Dryout-Bereich
Primary Subject
Source
29 Jan 1982; 140 p; Diss. (D.Eng.).
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
COMPARATIVE EVALUATIONS, CONVECTION, DROPLETS, DRYOUT, ENERGY BALANCE, ENTRAINMENT, FLOW RATE, FLUID FLOW, FREONS, HEAT FLUX, HEAT TRANSFER, MATHEMATICAL MODELS, MOCKUP, PARTICLE SIZE, PIPES, PRESSURE DEPENDENCE, PRESSURE MEASUREMENT, TEMPERATURE DEPENDENCE, TEMPERATURE MEASUREMENT, THERMOCOUPLES, THERMODYNAMICS, TWO-PHASE FLOW, WATER
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