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毛細管如何設(shè)計計算?
陌肖      2024-11-12 10:41     來源:暖通南社     瀏覽量:6543

 空調(diào),、冰箱制冷系統(tǒng)中的毛細管屬于膨脹裝置(或叫節(jié)流裝置),,其作用是:降低液體制冷劑的壓力和溫度,;調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量。

 小型制冷裝置如電冰箱,、房間空調(diào)器中大多用毛細管作為節(jié)流裝置,。毛細管一般是銅制的,管內(nèi)直徑在1mm以下,,連接于冷凝器與蒸發(fā)器之間,。起到一個能降低壓縮機送來的高壓液化制冷劑的壓力的作用。本文我們一起來探討下毛細管應(yīng)該如何設(shè)計,。

一,、毛細管長度尺寸初步估算公式

毛細管一般是銅制的,管內(nèi)直徑在1mm以下,連接于冷凝器與蒸發(fā)器之間,。起到一個能降低壓縮機送來的高壓液化制冷劑的壓力的作用,。制冷系統(tǒng)中制冷劑流量隨毛細管長度的增加而減少,隨毛細管直徑的增大而增加,。
因此改變毛細管長度和直徑,,也就改變了供給蒸發(fā)器的制冷劑流量,制冷設(shè)備的工作狀態(tài)將產(chǎn)生變化,。毛細管孔徑尺寸偏差0.01mm,,約影響制冷劑流量2.5%~4%??變?nèi)表面越粗糙,,流阻越大,制冷劑流量將減少,。
毛細管直徑和長度的確定,,一般應(yīng)初步估算,然后通過實際空調(diào)器中運行調(diào)試,,最終獲得最佳尺寸,。
初步估算毛細管尺寸和長度時,可應(yīng)用下式:
G=5.54(ΔP/L)0.571D2.71
式中:
G-制冷劑流量(g/s)
ΔP-毛細管進,、出口的壓力差(Mpa)
L-毛細管長度(m)
D-毛細管內(nèi)徑(m)
毛細管作為節(jié)流裝置的不足之處在于,,它對于制冷系統(tǒng)工況變化適應(yīng)性差,不能使各種工作狀態(tài)都處于最佳,。
二,、毛細管的結(jié)構(gòu)設(shè)計

因為制冷設(shè)備的結(jié)構(gòu)有多種多樣,而用戶對不同制冷設(shè)備的要求也不一樣,,所以在毛細管的結(jié)構(gòu)設(shè)計上也有所不同,。

三、毛細管的長度和直徑設(shè)計
毛細管的長度和直徑都是決定制冷劑流量的重要因素,。
使用方法如下:
1)如現(xiàn)有一個內(nèi)徑和長度的毛細管,,要換成另外一個內(nèi)徑和長度,那么先在左邊的Tube I.D.列中找出原來的內(nèi)徑,;
2)在表中第二行找到要換成的內(nèi)徑(如果沒有可以用插值法),,向下垂直找到和原來的內(nèi)徑水平方向在表中的交點,就是換算系數(shù),;
3)用原來的長度乘以換算系數(shù)就是要換成的長度,。
四、毛細管的長度和直徑計算
毛細管長度的選擇首先肯定要知道制冷劑的質(zhì)量流量,,所以要知道制冷量,,蒸發(fā)溫度,,冷凝溫度,過冷度,,過熱度等參數(shù),;一般設(shè)計參數(shù)見下表:
所以制冷劑的質(zhì)量流量為:
Gf=制冷量/ΔHkg/s

對于毛細管長度的確定現(xiàn)在多用曲線比對法,先選擇一個尺寸的毛細管作為標準毛細管,,在一系列常用條件下做實驗畫出一系列曲線,,當要確定某一條件下的毛細管時,用該條件下的已知條件和標準毛細管對比,,然后確定所需毛細管尺寸,。這里介紹Hopkins(1950)開發(fā)的確定毛細管尺寸的一種方法,但只有R12和R22兩種制冷劑:
下圖給出的就是上述介紹的方法,,下圖是標準毛細管在不同冷凝溫度和過冷度時的曲線,,這個圖只適用于毛細管出口壓力大于蒸發(fā)壓力的條件,前面已經(jīng)說了,,現(xiàn)在商用和家用制冷系統(tǒng)都是毛細管出口壓力大于蒸發(fā)壓力的,,因為這樣毛細管的流量和蒸發(fā)壓力是沒有太大關(guān)系的。右圖是基于標準毛細管的各種毛細管的尺寸,。確定所需毛細管的尺寸步驟如下:
1.通過已知條件,,如制冷量,蒸發(fā)壓力,,冷凝壓力,過冷度,,過熱度等計算出制冷劑的質(zhì)量流量G,;
2.利用左圖查出標準流量 Ga,然后計算相對流量系數(shù)φ1=G/Ga,;
3.利用右圖查出所需毛細管尺寸,。
這里一直提到臨界壓力的問題,為了對臨界壓力有一個直觀的理解,,這里介紹一種查找臨界壓力的方法,。右表給出了毛細管的不同進口條件下不同長徑比λ的臨界壓力,查找方法如下:
從圖中的示例可以看出,,對于空調(diào),,根據(jù)冷凝壓力和過冷度可以看出,一般都在7bar以上,,都比蒸發(fā)溫度5-6bar 高,,對于冰箱,也可以得出相同的結(jié)論,。
因此,,在確定毛細管長度時,,主要是考慮冷凝壓力和過冷度。

在ASHRAE的手冊,,介紹了Wolf et al.(1995)重新開發(fā)的曲線,,這些曲線的使用方法和上面的類似,但誤差比上面的會小些,,使用的前提條件是絕熱毛細管,,毛細管的出口壓力大于蒸發(fā)壓力,這些曲線也是通過標準毛細管曲線來確定所需毛細管的尺寸和流量,,而且這些曲線都是現(xiàn)在常用的制冷劑,,如R22,R134a,,R410A等,。
和上面的方法有點不一樣的是,對于 R22,,R410A,,當毛細管進口是兩相時,流量系數(shù)圖不和單相的共用一張,,而有自己的流量系數(shù)圖,。而R134a當進口是兩相時,實際流量需乘以0.95 這個調(diào)整系數(shù),,對于其他的具體步驟同上,。
從這兩種方法,我們可以看出,,當流量系數(shù)一樣時,,對應(yīng)的毛細管尺寸有幾種,這也就是說,,當流量系數(shù)一樣時,,不同毛細管尺寸之間可以互換。

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