Nucleate pool boiling heat transfer in binary mixtures

Abstract

Experimental studies have been made for heat transfer during nucleate pool boiling on a horizontal platinum wire in nonazeotropic binary mixtures of R12+R113, R134a+R113, R22+R113 and R22+R11 at a pressure from 2 to 8 bar and at a heat flux up to 1.0 × 10⁵ W/m². The substances employed were chosen such that the components of a given mixture have a large difference in saturation temperatures. A correlation was derived by improving Thome's correlation, predicting the heat transfer coefficients for the mixtures within an accuracy of ±25 percent. It is also shown that the correlation can be applicable for mixtures with a small difference in saturation temperatures within an accuracy of ±20 percent. The heat transfer coefficients for the mixtures are smaller than that for the single components over the entire concentration range. The heat transfer coefficients for the mixtures depend on the system pressures and heat fluxes at a lesser extent than that for the single components.

Zusammenfassung

In einer experimentellen Studie wurde der Wärmeübergang beim Blasen-Behältersieden an einem horizontalen Platindraht in den nichtazeotropen binären Gemischen von R12+R113, R134a+R113, R22+R113 und R22+R11 bei Drükken von 2 bis 8 bar und Wärmeflüssen bis 10⁵ W/m² untersucht. Bei den eingesetzten Substanzen lagen die Sättigungstemperaturen der Gemischkomponenten weit auseinander. Durch Verbesserung der von Thome angegebenen Korrelation lassen sich die Wärmeübergangskoeffizienten mit einer Genauigkeit von ±25% vorausberechnen. Es zeigte sich ferner, daß diese Korrelation bei geringem Unterschied der Sättigungstemperaturen eine Genauigkeit von ±20% beanspruchen kann. Die Wärmeübergangskoeffizienten liogen für Gemische im gesamten Konzentrationsbereich unter jenen der Einzelk omponenten und zeigen gegenüber letzteren geringere Abhängigkeit vom Systemdruck und von den Wärmestromdichten.