Über das Strömungsverdampfen von CO2 im glatten und innen berippten Rohr - Hydrodynamik, Wärmeübergang, Druckverlust

Für Kompressionskältemaschinen und Wärmepumpen ist CO2 ein wichtiges, umweltfreundliches Arbeitsmedium, das für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt wird. In solchen Anlagen ist der Verdampfer ein zentraler Apparat, der großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit hat. Für die Auslegung des Verdampfers einer solchen Anlage ist es wichtig, dass genaue Berechnungsmethoden für den Wärmeübergang und Druckverlust beim Strömungsverdampfen von CO2 in glatten und innen berippten Rohren zur Verfügung stehen. Obwohl zahlreiche Untersuchungen zum Strömungsverdampfen von CO2 im glatten Rohr veröffentlicht wurden, fehlen einerseits Messungen bei tiefen Temperaturen, andererseits systematische Untersuchungen über einen breiten Parameterbereich. Zum Strömungsverdampfen von CO2 in einem innen berippten Rohr wurde bisher nur eine Un-tersuchung bei einer Druckstufe veröffentlicht. Ziel dieser Arbeit war es, den Wärmeübergangskoeffizienten und den Druckverlust beim Strömungsverdampfen von CO2 in einem glatten und einem innen berippten horizontalen Rohr zu messen. Die Ergebnisse sollten mit vorhandenen Korrelationen verglichen werden und wo nötig sollten Anpassungen vorgenommen werden. Neuere Korrelationen zur Berechnung des Wärmeübergangskoeffizienten beim Strömungsverdampfen im horizontalen Rohr berücksichtigen die herrschende Strömungsform, da nur am benetzten Teil des Rohres der Wärmeübergangskoeffizient des Strömungsverdampfens wirksam ist. Daher wur-den zusätzlich adiabate Strömungsformenuntersuchungen für das Glattrohr und das Rippenrohr durchgeführt und die Beobachtungen mit Strömungsformenkarten verglichen.