Analysis of the stratified / nonstratified transitional boundary in horizontal and slightly inclined condensing flows

Authors

  • T. Nitheanandan,

    1. Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada R3T2N2
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  • H M. Soliman

    Corresponding author
    1. Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada R3T2N2
    • Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada R3T2N2
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Abstract

A mechanistic model has been developed for determining the stratified boundary for condensing flows in horizontal and slightly inclined tubes. Two formulations, a complete and a simplified version are considered for the equilibrium liquid level. Good agreement is found between the two formulations and generalized results were derived from the simplified version of the model. From these results, the effect of condensation is shown to be equivalent to adding a small upward inclination in adiabatic gas-liquid flow. The predicted transition line is compared with flow-regime data of different fluid properties, tube diameters, and inclinations. The predictions agreed reasonably well with the data.

Abstract

On a mis au point un modèle mécanistique en vue de déterminer la limite stratifite pour des écoulements de condensation dans des tubes horizontaux et 1égèrement inclinés. Deux formulations, une version complète et une version simplifiée, sont considérées pour les niveaux d'équilibre liquides. On a trouvé un boy accord entre les deux formulations, et la version simplifiée du modèle nous a permis d'obtenir des résultats généralisés. À partir de ces résultats, on montre que I'effet de condensation est équivalent au fait d'ajouter une faible inclinaison ascendante dans l'écoulement gaz-liquide adiabatique. La ligne de transition prédite est comparée aux données de régime d'ékoulement pour des propriétés de fluide, diamètres de tube et inclinaisons différents. Les prédictions montrent un accord raisonnable avec les données.

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