Co to jest przepływ dwufazowy?

Przepływ dwufazowy jest procesem, w którym płyn zmienia się z jednej fazy w drugą, zwykle z gazu w ciecz lub z cieczy w gaz. Ten proces jest powszechnie stosowany jako mechanizm przenoszenia ciepła. Jest powszechnie spotykany w agregatach chłodniczych, systemach klimatyzacji, pompach ciepła lub innych systemach klimatyzacji.

Faza jest zmianą stanu fizycznego materiału. Na przykład woda ma trzy stany fizyczne: ciało stałe, ciecz i gaz. Jako przykład, gdy materiał przekształca się ze ciała stałego w ciecz lub z gazu w ciecz, zmianę tę nazywa się fazą. Podczas zmiany fazy energia jest przenoszona. Energia ta pomaga zainicjować zmianę fazy lub jest uwalniana podczas fazy zmiany.

W przypadku przepływu dwufazowego brane są pod uwagę tylko dwie z tych faz, zwykle ciecz i gaz. Na przykład typowa ciecz chłodnicza zwykle zamienia się w gaz z cieczy po sprężeniu i z cieczy z powrotem w gaz po rozprężeniu. Podstawową metodą transferu energii podczas tego dwufazowego przepływu jest zwykle energia cieplna.

Ten dwufazowy płyn przepływowy lub czynnik chłodniczy jest specjalnie dobierany w zależności od warunków pracy danego układu. Kluczem do wyboru płynu dwufazowego jest rozważenie ściśliwości płynu jako gazu i zdolności pochłaniania ciepła jako płynu. Ponadto płyn ten powinien mieć możliwość zmiany fazy przy określonych ciśnieniach roboczych w zamkniętym układzie.

Typowa jednostka klimatyzacyjna zawiera na przykład pompę sprężarki, zawór rozprężny i dwa zestawy cewek przenoszących ciepło. Wszystkie te elementy współpracują ze sobą, przenosząc płyn zmieniający fazę przez system. Typowy przepływ dwufazowy dla układu ciecz / gaz składa się z czteroetapowego procesu.

Gazowy czynnik chłodniczy jest najpierw sprężany przez pompę, podczas której gaz zamienia się w fazę w ciecz. Ciecz przepływa następnie do pierwszej cewki przenoszącej ciepło i uwalnia swoją energię cieplną. Płyn pod ciśnieniem jest następnie wydalany przez zawór rozprężny do cewek chłodzących o niskim ciśnieniu. Gdy płyn opuszcza zawór, ponownie zmienia fazę, z cieczy w gaz, przez pochłanianie energii cieplnej.

Niektóre systemy dwufazowe, jeśli są wyposażone w specjalne zawory i przełączniki, mogą być obsługiwane w odwrotnej kolejności. Znanym systemem odwracalnym jest pompa ciepła. W cieplejszych miesiącach system chłodzi wnętrze mieszkania, aw chłodniejszych miesiącach układ jest odwrócony i zapewnia ciepło.