Vad är flöde i två faser?

Ett tvåfasflöde är en process där en vätska förändras från en fas till en annan, vanligtvis från gas till vätska eller från vätska till gas. Denna process används ofta som en värmeöverföringsmekanism. Det finns ofta i kylenheter, luftkonditioneringssystem, värmepumpar eller andra kontrollerade klimatsystem.

En fas är en förändring i materialets fysiska tillstånd. Till exempel har vatten tre fysiska tillstånd: fast, vätska och gas. Som en illustration, när ett material förvandlas från ett fast ämne till en vätska eller från en gas till en vätska kallas denna förändring en fas. Under en fasbyte överförs energi. Denna energi hjälper antingen att initiera fasförändringen eller frigörs under den förändrade fasen.

För ett tvåfasflöde beaktas endast två av dessa faser, vanligtvis en vätska och en gas. Till exempel kommer en typisk kylmedelsvätska vanligtvis att förändras till en gas från en vätska när den komprimeras och från en vätska tillbaka till en gas när den expanderas. Den primära metoden för energiöverföring under detta tvåfasflöde är vanligtvis med värmeenergi.

Denna tvåfasiga flödesvätska eller köldmedium väljs specifikt beroende på driftsförhållandena för ett givet system. Nyckeln till att välja en tvåfasvätska överväger vätskans komprimerbarhet som en gas och värmeabsorptionsförmågan som en vätska. Dessutom bör denna vätska ha förmågan att förändras fas vid specifika driftstryck inom ett slutet system.

En typisk luftkonditioneringsenhet, till exempel, innehåller en kompressorpump, en expansionsventil och två uppsättningar värmeöverföringsspolar. Alla dessa komponenter arbetar tillsammans för att flytta en fasförändringsvätska genom systemet. Det typiska tvåfasflödet för ett vätska / gassystem består av en fyrstegsprocess.

Ett gaskylmedel komprimeras först av en pump, under vilken gasen fasförvandlas till en vätska. Vätskan flyter sedan in i den första värmeöverföringsspolen och släpper sin värmeenergi. Tryckvätskan utdrivs sedan genom expansionsventilen och in i kylspolarna med lågt tryck. När vätskan lämnar ventilen ändrar den igen fas, från en vätska till en gas, genom absorption av värmeenergi.

Vissa tvåfassystem kan, om de är utrustade med specialventiler och omkopplare, drivas omvänd. Ett välkänt vändbart system är en värmepump. Under de varmare månaderna kyler systemet in i en bostad, och under de kallare månaderna vänds systemet och ger värme.