Influence of tube inclination on the flow regime boundaries of condensing steam

Authors

  • T. Nitheanandan,

    1. Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba R3T 2N2
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  • H.M. Soliman

    Corresponding author
    1. Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba R3T 2N2
    • Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba R3T 2N2
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Abstract

Flow regime data of condensing steam inside an inclined 13.4 mm ID tube are presented. The effect of upward and downward inclinations within ± 10° on the different transition lines is discussed. In all test runs, complete condensation has been achieved inside the condenser, with or without full tube at exit depending on the total mass flow rate and inclination angle. It is shown that the zones occupied by the wavy and slug regimes experience significant shifts, whereas the effect on the annular flow boundary appears to be insignificant at the present small inclination angles. The present data sets are compared with adiabatic gas-liquid flow regime maps developed analytically and experimentally for horizontal and inclined tubes. Deviations due to the condensation process are observed; however, consistent trends are identified among the two types of flow.

Abstract

On présente des données de régime d'écoulement de la vapeur de condensation dans un tube incliné de 13,4 mm de diamètre intérieur. L'effet d'une inclinaison amont et aval de moins de 10° sur les différentes lignes de transition est étudié. Dans tous les essais, une condensation complète a été obtenue à l'intérieur du condensateur, avec ou sans tube rempli à la sortie dépendamment du débit massique total et de l'angle d'inclinaison. On montre que les zones occupées par les régimes de type oscillatoire et bouchon subissent des changements importants, tandis que l'effet de la limite de l'écoulement annulaire s'avère insignifiant pour ces faibles angles d'inclinaison. Ces ensembles de données sont comparés aux cartes des régimes d'écoulement gas-liquide adiabatiques mis au point de façon analytique et expérimentale pour des tubes horizontaux et inclinés. Les écarts dus au processus de condensation sont observés; cependant, certaines tendances se manifestent régulièrement entre les deux types d'écoulements.

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