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R410A-오일 혼합물의 2상 마찰압력 저하에 대한 상관식과 실험적 연구

전문가 제언: ○ R410A에 대한 국내 연구동향으로는 냉방시스템의 마이크로채널 응축기에 관한 연구, R410A 대체냉매적용 지열히트펌프 개발, PF 열교환기에서 R410A 냉매 분배의 영향 그리고 이 냉매를 이용한 실내 열교환기의 설계 등으로 연구되고 있다.

○ 이 연구는 내부적으로 나선 홈이 파진 외경 5mm의 마이크로 핀 튜브에서 R410A-오일혼합물의 유동비등에 대해 실험적으로 2상 마찰데이터를 제시한다. 실험적 변수들은 증발온도 5℃, 질량플럭스 200부터 400kg/m2s, 열 플럭스는 7.46부터 14.92kW/m2, 입구의 증기건도 0.1부터 0.8 그리고 정상 오일농도는 0부터 5%를 포함한다.

○ R410A의 마찰압력 저하는 처음 증기건도와 함께 증가하고 그리고 감소하였다. 증기건도 범위 0.7~0.8 사이에서 국소 최대값을 나타내었고 R410A-오일혼합물의 마찰압력 저하는 질량플럭스와 함께 증가하였고 오일의 존재는 2상 압력저하를 강화하였다. 그리고 마찰압력 저하에 대한 오일의 효과는 높은 국소 오일농도가 있는 높은 증기건도에서 더욱 분명하다.

○ 그 강화된 요소는 항상 1보다 크고 주어진 증기건도에서 정상 오일농도와 함께 증가한다. 내부적으로 나선 홈이 파진 마이크로 핀 튜브 내에 R410A-오일혼합물의 유동비등의 국소 마찰압력 저하를 예측하는 새로운 상관식이 냉매-오일혼합물의 국소 상태량들에 근거로 개발되었다.

○ 변수의 불확실성들은 오차전파해석(analysis of error propagation)에 근거하여 평가되었다. 2상 압력저하는 차압변환기(differential pressure transducer)로 계측하였고 이전의 연구에서 내부적으로 나선 홈이 있는 튜브 내에서 두 개의 다른 형태의 상관식 즉 증기상승수상관식(multiplier correlation) 과 액상승수상관식을 R410A-오일혼합물의 압력저하를 예측하는데 사용하고 새로운 상관식을 개발하였다.

저자: Guoliang Ding, Haitao Hu, Xiangchao Huang, Bin Deng, Yifeng Gao
자료유형: 학술정보