Hvad er tofasestrøm?

En tofasestrømning er en proces, hvor en væske skifter fra en fase til en anden, normalt fra gas til væske eller fra væske til gas. Denne proces bruges ofte som en varmeoverførselsmekanisme. Det findes ofte i køleenheder, klimaanlæg, varmepumper eller andre kontrollerede klimasystemer.

En fase er en ændring i materialets fysiske tilstand. For eksempel har vand tre fysiske tilstande: faststof, væske og gas. Som en illustration, når et materiale omdannes fra et fast stof til en væske eller fra en gas til en væske, kaldes denne ændring en fase. Under en faseændring overføres energi. Denne energi hjælper enten med at starte faseændringen eller frigøres i løbet af den skiftende fase.

Ved en tofasestrøm betragtes kun to af disse faser, normalt en væske og en gas. For eksempel vil en typisk kølemiddelvæske normalt ændre sig til en gas fra en væske, når den komprimeres og fra en væske tilbage til en gas, når den ekspanderes. Den primære metode til energioverførsel under denne tofasestrømning er normalt med varmeenergi.

Denne to-fase strømningsfluid eller kølemiddel vælges specifikt afhængigt af driftsbetingelserne for et givet system. Nøglen til at vælge en tofasevæske overvejer kompressibiliteten af ​​væsken som en gas og varmeabsorptionsevnen som en væske. Derudover skal denne væske have kapaciteten til at skifte fase ved specifikke driftstryk i et lukket system.

En typisk klimaanlæg indeholder for eksempel en kompressorpumpe, en ekspansionsventil og to sæt varmeoverføringsspoler. Alle disse komponenter arbejder sammen om at flytte en faseændrende væske gennem systemet. Den typiske tofasestrømning for et væske / gassystem består af en firetrinsproces.

Et gaskølemiddel komprimeres først af en pumpe, hvor gassen fase fase om til en væske. Væsken strømmer derefter ind i den første varmeoverføringsspole og frigiver dens varmeenergi. Trykfluidet uddrives derefter gennem ekspansionsventilen og ind i lavtryks-kølespiraler. Når væsken kommer ud af ventilen, skifter den igen fase fra en væske til en gas ved absorption af varmeenergi.

Nogle to-fasede systemer, når de er udstyret med specielle ventiler og kontakter, kan betjenes baglæns. Et velkendt reversibelt system er en varmepumpe. I de varmere måneder afkøler systemet det indre af en bolig, og i de køligere måneder vendes systemet og giver varme.