Co je to dvoufázový tok?

Dvoufázový proud je proces, ve kterém se tekutina mění z jedné fáze do druhé, obvykle z plynu na kapalinu nebo z kapaliny na plyn. Tento proces se běžně používá jako mechanismus přenosu tepla. Obvykle se vyskytuje v chladicích jednotkách, klimatizačních systémech, tepelných čerpadlech nebo jiných systémech s řízeným klimatem.

Fáze je změna fyzického stavu materiálu. Například voda má tři fyzikální stavy: pevná látka, kapalina a plyn. Pro ilustraci, když se materiál transformuje z pevné látky na kapalinu nebo z plynu na kapalinu, nazývá se tato změna fází. Během změny fáze se přenáší energie. Tato energie buď pomáhá iniciovat změnu fáze, nebo se uvolňuje během fáze změny.

U dvoufázového proudu se uvažují pouze dvě z těchto fází, obvykle kapalina a plyn. Například typická chladicí kapalina se obvykle změní na plyn z kapaliny, když je stlačena, a z kapaliny zpět do plynu, když je expandována. Primární způsob přenosu energie během tohoto dvoufázového toku je obvykle s tepelnou energií.

Tato dvoufázová tekutina nebo chladivo je specificky vybíráno v závislosti na provozních podmínkách daného systému. Klíčem k výběru dvoufázové tekutiny je zvažování stlačitelnosti tekutiny jako plynu a schopnosti absorpce tepla jako tekutiny. Navíc by tato tekutina měla mít schopnost měnit fázi při specifických provozních tlacích v uzavřeném systému.

Typická klimatizační jednotka například obsahuje kompresorové čerpadlo, expanzní ventil a dvě sady výměníků tepla. Všechny tyto komponenty pracují společně a pohybují se kapalinou měnící fázi fází systému. Typický dvoufázový tok pro systém kapalina / plyn sestává ze čtyřkrokového procesu.

Plynové chladivo je nejprve stlačeno čerpadlem, během kterého se plyn mění na kapalinu. Kapalina potom proudí do první cívky pro přenos tepla a uvolňuje svou tepelnou energii. Tlaková tekutina se potom vytlačuje expanzním ventilem a do nízkotlakých chladicích cívek. Když tekutina opouští ventil, mění absorpci tepelné energie fázi, z kapaliny na plyn.

Některé dvoufázové systémy, pokud jsou vybaveny speciálními ventily a spínači, mohou pracovat zpětně. Známým reverzibilním systémem je tepelné čerpadlo. V teplejších měsících systém ochlazuje vnitřek bytu a v chladnějších měsících je systém obrácený a poskytuje teplo.