0
,
31
. . .
0
,
45
мм с толщиной стенок 0,05 мм, в некоторых случаях при-
меняют трубки диаметром
0
,
55
. . .
0
,
65
и до 1,0 мм. В качестве оребре-
ния трубок используется медная проволока диаметром
0
,
1
. . .
0
,
25
мм.
На последнем витке микротеплообменника просверливается отверстие
(
d
= 0
,
05
мм) для дросселирования хладагента в целях его ожижения.
Поэтому функционально микротеплообменники одновременно выпол-
няют роль охладителей–ожижителей.
Для выполнения теплового и гидравлического расчетов микротеп-
лообменников необходимо решить две задачи: определить коэффици-
ент теплоотдачи и гидравлическое сопротивление при течении газа
(хладагента) в капиллярных трубках и рассчитать теплоотдачу при
обтекании оребренных капиллярных трубок.
Исследование теплообмена и гидравлического сопротивления
в капиллярных трубках.
Обобщая данные по режимам течения газа
и геометрическим характеристикам в капиллярных трубках микротеп-
лообменников, можно указать следующие условия: Re
= 1
∙
10
3
. . .
15
×
×
10
4
; Pr
= 0
,
6
. . .
0
,
72
;
d
тр
= 0
,
31
. . .
0
,
65
мм;
L
тр
/d
тр
= 300
. . .
3000
;
d
тр
/R
зм
= 0
,
01
. . .
0
,
1
. Приведенный диапазон чисел Re свидетель-
ствует о том, что в трубках различных микротеплообменников могут
иметь место разные гидродинамические режимы: ламинарный, турбу-
лентный и переходный. Статистический анализ данных указывает на
то, что в большинстве случаев наблюдается развитый турбулентный
режим.
Вопросы теплообмена и гидравлического сопротивления при выну-
жденном течении газа в цилиндрических трубах больших диаметров
(
d
тр
= 6
. . .
50
мм) рассматривались многими авторами. Эти работы
общеизвестны. Однако данных для капиллярных трубок мало и они
малоизвестны. Чтобы сузить круг задач, необходимо было найти ра-
боты по исследованию течений в капиллярах и понять, можно ли их
использовать для расчета процессов теплообмена в микротеплообмен-
никах.
Первые исследования течения жидкостей в капиллярных каналах
относятся к середине XIX в. В 1842 г. французским врачом и есте-
ствоиспытателем Жаном Пуазейлем были опубликованы результаты
экспериментального исследования ламинарного движения воды в сте-
клянных трубках диаметром 0,014. . . 0,65 мм и длиной от 3 до 1000 мм
при давлении
(6
,
7
. . .
8)
∙
10
5
Па и температуре 273. . . 318 K. На осно-
ве экспериментов Пуазейль показал, что закономерность, найденная
незадолго до него Гагеном для ламинарного движения в трубках боль-
ших диаметров, действительна и для капилляров. Опыты Пуазейля
описаны в работе [3].
В 1883 г. была опубликована работа профессора Казанского универ-
ситета И.С. Громека “К теории движения жидкостей в узких цилин-
дрических трубках”, в которой задача рассматривалась в приложении к
80 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 1
