Experimental study of single and two-phase adiabatic flow distribution in compact heat exchangers

Frédéric Poggi (1) , Hélène Macchi-Tejeda (1) , Alain Maréchal (2) , Denis Leducq (1) , André Bontemps (3)

1 UR GPAN - Génie des procédés frigorifiques
2 GRETh/LETH - Laboratoire Systèmes Thermiques
3 LEGI - Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble]

Small-channel heal exchangers are widely used for car airconditioning. However information about theh" behaviour remains scarce. An experime111al device was built to characterize the distribu1ion o. f single and two-phase adiabatic flows in a small channel heal exchanger, and to measure ils singular and regular pressure losses. A transparent polycarbonate test section comprised a 16 mm dia1neter header connected to 8fl at tubes with 7 small channels (D11 = 0.889 mm). Both were studied with horizontal flow and vertical down-flow through the mani f old. The mass flux range was between I 5 and 650 kgl(m2.s) in the manifold and between 100 and 3 000 kgl(m2.�) in the small channels. The range of vapour quality values at the test section inlet was b. etween 0.1and0.9. The two-phase refrigerant was condensed at the outlet of each flat tube in order to measure each flow rate separately.

Les échangeurs de chaleur compacts a mini-canaux sont largement répandus dans la climatisation automobile. Cependant /es informations sur leur comportement demeurent rares. Un dispositif expérimental est réalisé pour caractériser la distribution des écoulements adiabatiques mono-et diphasiques dans un échangeur compact a mini-canaux. Les pertes de pression singulières et régulières sont mesurées. Une section d'essai en polycarbonate transparente comportant un distributeur de 16 millimètres de diamètre relie a 8 barrettes de 7 mini-canaux (D1, = 0.889 mm) est réalisée. Deux configurations sont étudiées : écoulements horizontal et vertical descendant dans le distributeur. La gamme de densité de flux massique varie de 15 a 650 kgl(m2.s) dans le distributeur et de 100 a 3 000 kgl(m2.s) dans les mini-canaux. Les valeurs de titre en vapeur en entrée de section d'essai sont comprises entre 0,1 et 0,9. le réfrigérant diphasique est condense en sortie de chaque barrette a. fin de mesurer chaque débit séparément.

Mots clés: distribution; compact beat exchanger; small channel; pressure drop; distribution

Domaines: Mécanique des structures [physics.class-ph]

Frédéric Poggi, Hélène Macchi-Tejeda, Alain Maréchal, Denis Leducq, André Bontemps. Experimental study of single and two-phase adiabatic flow distribution in compact heat exchangers. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, 2007, Grenoble, France. ⟨hal-02915246⟩