Numerical and experimental investigation on the performance of the capillary tube using R-134a and R-600a

• Published in: Journal of Engineering 2012-12, Vol.18 (12), p.1403-1420
• Main Authors: Mahdi, Qasim Salih, Nabhan, Bayda Jabir
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Capillarity; Fluid dynamics; Refrigeration; Capillary Tube; Domestic refrigerator; R-134a; R-600a; Thermodynamics; Tubes; الديناميكا; الديناميكا الحرارية; الفيزياء; الميكانيكا; ديناميكا الموائع; نظرية الكم
• ISSN: 1726-4073; 2520-3339
• DOI: 10.31026/j.eng.2012.12.08

In this paper, isobutane (R-600a) is used as a suitable substitute for (R-134a) when changing the length of capillary tube. And the experimental data on capillary tube are obtained under different conditions such as (subcooling and ambient temperatures) on domestic refrigerator (9ft3 size), this data shows that (R-600a) a suitable substitute for (R134a) .The test presented a model for a steady state, two-phase flow in capillary tube for vapour compression system .The numerical model depends on conservation equations (mass, energy and momentum) as wall as the equation of state for refrigerant. The solution methodology was implemented by using finite difference techniques. The system results indicate that it is possible to change the refrigeration system using (R-134a) by shorter capillary tube length about (28.6 %) when using (R-600a) .The theoretical results for different variables such as (subcooling and ambient temperatures) showed a good agreement with the " ASHRAE " tables and experimental results. تم في هذا البحث استخدام مائع التثليج R-600a كبديل لمائع التثليج R-134a من خلال تغير طول الأنبوب الشعري، حيث تم الحصول على بيانات عملية لأنبوب شعري تحت مختلف الظروف مثل (درجة التبريد الإضافي و درجة حرارة المحيط) لثلاجة منزلية سعة (9 قدم 3) و التي أوضحت بان R-600a هو مائع التثليج المناسب ل (R-134a). قدم هذا الاختبار الحالة المستقرة للجريان الثنائي للمائع داخل الأنبوب الشعري في منظومة التثليج الانضغاطية. اعتمدت النمذجة العددية على معادلات حفظ (الكتلة، الطاقة، الزخم) بالإضافة إلى معادلة الحالة للمائع. منهجية الحل نفذت باستخدام تقنية الفروق المحددة في حل المعادلات. و نتائج المنظومة تشير إلى إمكانية تغير منظومة التثليج المستخدمة R-134a بواسطة تقصير طول الأنبوب الشعري بحوالي (28.6%) عندما نستخدم R-600a. النتائج النظرية لمتغيرات مختلفة مثل (درجة التبريد الإضافي و درجة حرارة المحيط) تشير إلى تطابق جيد مع جداول "ASHRAE" و كذلك مع النتائج العملية لهذا البحث.