O que é fluxo bifásico?
Um fluxo bifásico é um processo no qual um fluido muda de uma fase para outra, geralmente de gás para líquido ou de líquido para gás. Esse processo é comumente usado como mecanismo de transferência de calor. É comumente encontrado em unidades de refrigeração, sistemas de ar condicionado, bombas de calor ou outros sistemas climáticos controlados.
Uma fase é uma mudança no estado físico de um material. Por exemplo, a água possui três estados físicos: sólido, líquido e gás. Como ilustração, quando um material se transforma de um sólido em um líquido ou de um gás em um líquido, essa alteração é chamada de fase. Durante uma mudança de fase, a energia é transferida. Essa energia ajuda a iniciar a mudança de fase ou é liberada durante a fase de mudança.
Para um fluxo bifásico, apenas duas dessas fases são consideradas, geralmente um líquido e um gás. Por exemplo, um líquido de refrigerante típico geralmente se transforma em um gás de um líquido quando comprimido e de um líquido de volta para um gás quando expandido. O primarY Método de transferência de energia durante esse fluxo bifásico geralmente é com energia térmica.
Esse fluido de fluxo bifásico, ou refrigerante, é escolhido especificamente, dependendo das condições operacionais de um determinado sistema. A chave para selecionar um fluido bifásico está considerando a compressibilidade do fluido como um gás e a capacidade de absorção de calor como fluido. Além disso, esse fluido deve ter a capacidade de mudar de fase em pressões operacionais específicas dentro de um sistema fechado.
Uma unidade típica de ar condicionado, por exemplo, contém uma bomba de compressor, uma válvula de expansão e dois conjuntos de bobinas de transferência de calor. Todos esses componentes trabalham juntos movendo um fluido de mudança de fase através do sistema. O fluxo bifásico típico para um sistema de líquido/gás consiste em um processo de quatro etapas.
Um refrigerante a gás é comprimido pela primeira vez por uma bomba, durante a qual o gás é transformado em um líquido. A liquidaçãoO ID então flui para a primeira bobina de transferência de calor e libera sua energia térmica. O fluido pressurizado é então expulso através da válvula de expansão e para as bobinas de resfriamento de baixa pressão. À medida que o fluido sai da válvula, ele muda novamente a fase, de um líquido para um gás, pela absorção de energia térmica.
Alguns sistemas bifásicos, quando equipados com válvulas e comutadores especiais, podem ser operados ao contrário. Um sistema reversível familiar é uma bomba de calor. Nos meses mais quentes, o sistema esfria o interior de uma habitação e, nos meses mais frios, o sistema é revertido e fornece calor.