Experimentelle Untersuchung des Kältemitteldurchflusses von Isobutan (R600a) durch adiabate Kapillaren

摘要

In kleineren Kälte- und Klimaanlagen wird das Expansionsorgan häufig als Alternative zu Expansionsventilen als Kapillare ausgeführt. Trotz der einfachen Geometrie sind die physikalischen Vorgänge, die sich während der Drosselung in den Kapillaren abspielen, sehr komplex. Daher werden seit vielen Jahren zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten zu diesem Thema durchgeführt. Obwohl es eine Vielzahl an Veröffentlichungen gibt, sind darunter kaum Untersuchungen für das Kältemittel Isobutan (R600a), hier speziell im Bereich kleiner Massenströme, enthalten. An einem Versuchsstand wurden für vorgegebene Randbedingungen geringe Massenströme von R600a durch verschiedene Drosselkapillaren gemessen und die Ergebnisse mit denen veröffentlichter Berechnungsmethoden verglichen. Die semi-empirische Korrelation von Hermes (2010) zeigt dabei eine sehr gute Übereinstimmung mit den eigenen Messergebnissen und den Daten von Melo et al. (1999). Der Versuchsstand wird vorgestellt und die erzielten Ergebnisse werden diskutiert. Ferner werden die Auswirkungen kritischer Strömung (choked flow) anhand eines eigens dafür durchgeführten Versuchs aufgezeigt.