Πειραματική διερεύνηση των χαρακτηριστικών μεταφοράς θερμότητας κατά τη συμπύκνωση στο εσωτερικό οριζόντιου σωλήνα με εσωτερική ελικοειδή διαμόρφωση - Καραγεώργης, Ανδρέας (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων, 2017)
Ο μέσος συντελεστής μετάδοσης θερμότητας και η πτώση πίεσης συμπύκνωσης R410A και R404A στο εσωτερικό οριζόντιου σωλήνα χαλκού με εσωτερική ελικοειδή διαμόρφωση για διαμέτρους 5mm,7mm,9.52mm,12mm και μήκος 2m μετρήθηκαν σε θερμοκρασία συμπύκνωσης 35℃ και παροχή μάζας 20-80 kg/h. Το εργαζόμενο μέσο στην είσοδο του σωλήνα ήταν κατά 5℃ υπέρθερμος ατμός, στην έξοδο κατά 2℃ υπόψυκτο υγρό ενώ η μεταφερόμενη θερμική ισχύς ήταν μεταξύ 800 και 3500 W. Οι εσωτερικές γεωμετρίες των σωλήνων που μετρήθηκαν περιλαμβάνουν 40-70 δόντια με ύψος δοντιού 0.12-0.25 mm, γωνία δοντιού 11-55 ° και γωνία ελίκωσης 18-30°. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η ανάπτυξη νέων γεωμετριών στο εσωτερικό του σωλήνα που θα παρουσιάζουν υψηλότερους συντελεστές μετάδοσης θερμότητας με ταυτόχρονη μείωση του βάρους του σωλήνα. Για τον σκοπό αυτό οι γεωμετρίες του σωλήνα χωρίστηκαν σε δύο κατηγορίες, Type A και Type B. Οι σωλήνες Type A εκπροσωπούν τις αρχικές γεωμετρίες ελίκωσης και οι σωλήνες Type Β τις νέες αποδοτικότερες γεωμετρίες. Οι σωλήνες Type Β έχουν μεγαλύτερο αριθμό δοντιών και γωνία ελίκωσης, με μικρότερο ύψος και γωνία δοντιού. Οι σωλήνες Type B παρουσίασαν 10-30% υψηλότερους συντελεστές μετάδοσης θερμότητας σε σχέση με του σωλήνες Type A. Η πτώση πίεσης μεταξύ των δύο τύπων δεν παρουσίασε έντονες διαφορές εκτός από τα διάσταση 12mm όπου σημειώθηκε 43% υψηλότερη πτώση πίεσης του σωλήνα Β σε σχέση με του Α. Ο μέσος συντελεστής μετάδοσης θερμότητας υπολογίζεται με χρήση της μεθόδου LMTD και της θεωρίας των θερμικών αντιστάσεων ενώ ο συντελεστής μετάδοσης θερμότητας του νερού ψύξης προσδιορίζεται με τη μέθοδο Wilson Plot. Οι ημιεμπειρικές συσχετίσεις Colburn, Gnielinski και von Karman για το συντελεστή του νερού ψύξης παρουσιάζουν απόκλιση ±35% σε σχέση με τη Wilson Plot. Τέλος μελετάται η επίδραση του συστηματικού σφάλματος των μετρητικών οργάνων στα εξαγόμενα αποτελέσματα.