Τι είναι η ροή δύο φάσεων;

Μια ροή δύο φάσεων είναι μια διαδικασία στην οποία ένα υγρό αλλάζει από τη μία φάση σε άλλη, συνήθως από αέριο σε υγρό ή από υγρό σε αέριο.Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται συνήθως ως μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας.Συνήθως βρίσκεται σε μονάδες ψύξης, συστήματα κλιματισμού, αντλίες θερμότητας ή άλλα συστήματα ελεγχόμενης κλίμακας.

Μια φάση είναι μια αλλαγή στη φυσική κατάσταση ενός υλικού.Για παράδειγμα, το νερό έχει τρεις φυσικές καταστάσεις: στερεό, υγρό και αέριο.Ως απεικόνιση, όταν ένα υλικό μετατρέπεται από ένα στερεό σε υγρό ή από ένα αέριο σε υγρό, αυτή η αλλαγή ονομάζεται φάση.Κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης, η ενέργεια μεταφέρεται.Αυτή η ενέργεια είτε βοηθά στην έναρξη της αλλαγής φάσης είτε απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της μεταβαλλόμενης φάσης.

Για μια ροή δύο φάσεων, μόνο δύο από αυτές τις φάσεις θεωρούνται, συνήθως υγρό και αέριο.Για παράδειγμα, ένα τυπικό ψυκτικό υγρό συνήθως θα αλλάξει σε ένα αέριο από ένα υγρό όταν συμπιεστεί και από ένα υγρό πίσω σε ένα αέριο όταν επεκταθεί.Η κύρια μέθοδος μεταφοράς ενέργειας κατά τη διάρκεια αυτής της ροής δύο φάσεων είναι συνήθως με θερμική ενέργεια.

Αυτό το υγρό ροής δύο φάσεων ή το ψυκτικό, επιλέγεται ειδικά ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας ενός δεδομένου συστήματος.Το κλειδί για την επιλογή ενός υγρού δύο φάσεων εξετάζει τη συμπιεστότητα του υγρού ως αερίου και την ικανότητα απορρόφησης θερμότητας ως υγρό.Επιπλέον, αυτό το υγρό θα πρέπει να έχει την ικανότητα αλλαγής φάσης σε συγκεκριμένες πιέσεις λειτουργίας μέσα σε ένα κλειστό σύστημα.

Μια τυπική μονάδα κλιματισμού, για παράδειγμα, περιέχει μια αντλία συμπιεστή, μια βαλβίδα επέκτασης και δύο σύνολα πηνίων μεταφοράς θερμότητας.Όλα αυτά τα εξαρτήματα συνεργάζονται μετακινώντας ένα υγρό που αλλάζει φάση μέσω του συστήματος.Η τυπική ροή δύο φάσεων για ένα σύστημα υγρού/αερίου αποτελείται από μια διαδικασία τεσσάρων σταδίων.

Ένα ψυκτικό αέριο συμπιέζεται πρώτα από μια αντλία, κατά την οποία η φάση του αερίου μετατρέπεται σε υγρό.Το υγρό στη συνέχεια ρέει στο πρώτο πηνίο μεταφοράς θερμότητας και απελευθερώνει τη θερμική του ενέργεια.Το υγρό υπό πίεση στη συνέχεια εκδιώκεται μέσω της βαλβίδας διαστολής και μέσα στα πηνία ψύξης χαμηλής πίεσης.Καθώς το υγρό εξέρχεται από τη βαλβίδα, αλλάζει και πάλι φάση, από ένα υγρό σε αέριο, με την απορρόφηση της θερμικής ενέργειας.

Ορισμένα συστήματα δύο φάσεων, όταν είναι εξοπλισμένα με ειδικές βαλβίδες και διακόπτες, μπορούν να λειτουργούν αντίστροφα.Ένα γνωστό αναστρέψιμο σύστημα είναι μια αντλία θερμότητας.Στους θερμότερους μήνες, το σύστημα δροσίζει το εσωτερικό μιας κατοικίας και στους πιο δροσερούς μήνες το σύστημα αντιστρέφεται και παρέχει θερμότητα.