毛細(xì)管設(shè)計計算與分析

1、毛細(xì)管的設(shè)計計算與分析毛細(xì)管一般指內(nèi)徑為0.42.0mm日勺細(xì)長銅管。作為制冷系統(tǒng)日勺節(jié)流機構(gòu)，毛 細(xì)管是最簡樸日勺一種，因其價廉、選用靈活，故廣泛用于小型制冷裝置中，近來 在較大制冷量勺機組中也有采用，如我公司10匹柜機采用了，甚至在更大勺單 冷系統(tǒng)也有用到，某公司40KW勺水冷柜機機組中也有采用。目前公司使用勺 毛細(xì)管日勺規(guī)格有：1.24mm、1.37mm、1.63mm。定制日勺毛細(xì)管規(guī)格有：1.8mm、 2.1mm、2.4，尚有6mm、8mm日勺銅管也可做較大系統(tǒng)節(jié)流用等。1、毛細(xì)管勺節(jié)流特性毛細(xì)管節(jié)流是運用制冷劑在細(xì)長管內(nèi)流動勺阻力而實現(xiàn)勺。按使用狀況，毛 細(xì)管可以是有熱互換和無熱互換

2、勺，故制冷劑流經(jīng)毛細(xì)管勺過程可以典型化為絕 熱膨脹過程和有熱互換勺膨脹過程。目前公司基本上采用絕熱膨脹勺方式。制冷劑在毛細(xì)管中勺流動狀態(tài)，沿管長方向勺壓力和溫度變化，如圖1所示。1）過冷區(qū)從冷凝器流出勺液體制冷劑以過冷狀態(tài)1點進(jìn)入毛細(xì)管內(nèi)流動，并隨著壓力 勺減少液體過冷度不斷減小，直至變?yōu)轱柡鸵后w，即理論閃點2點，此段制冷劑 狀態(tài)為單相液體。在這一段中制冷劑在管內(nèi)為絕熱流動，同步因流速不變，其管 內(nèi)液體部分勺壓力降是一條直線。2）亞穩(wěn)區(qū)即從毛細(xì)管內(nèi)流動勺制冷劑勺理論閃點2點達(dá)到到飽和濕蒸汽點3點。通過 對毛細(xì)管勺機理研究，由于毛細(xì)管直徑很小，制冷劑勺流速較大，一般狀況下， 會浮現(xiàn)亞穩(wěn)定狀態(tài)勺液

3、體一一過熱液體勺存在，使得閃點勺溫度和壓力并不相 應(yīng)，一般閃點延遲3C左右。3）兩相區(qū)從3點開始制冷劑為汽液兩相流動，隨著壓力勺減少，溫度也減少，壓力和溫度曲線重疊。毛細(xì)管內(nèi)汽液兩相混合物也是一種可壓縮流體，當(dāng)毛細(xì)管日勺進(jìn)口 壓力保持不變，制冷劑勺質(zhì)量流量將不會隨出口壓力減小而無限增大，而是達(dá)到 某一值后，就不受出口壓力勺影響而保持不變，也會浮現(xiàn)臨界流現(xiàn)象，也就是說， 通過毛細(xì)管勺流量，是隨毛細(xì)管進(jìn)口壓力勺增長而增長，而毛細(xì)管出口壓力減少 時流量也會增長，但出口壓力減少到臨界壓力如下，流量就不再增長，即浮現(xiàn)臨 界流現(xiàn)象，這也是用毛細(xì)管來控制流量勺重要待征。I ?456言毛擰:肯普匚的距南： m

4、)圖1制冷劑沿毛細(xì)管流動勺狀態(tài)變化過程2、毛細(xì)管長度對系統(tǒng)勺影響吸、排氣壓力灌注量一定期，隨毛細(xì)管長度勺增長，吸氣壓力減少，排氣壓力升高。增長 毛細(xì)管勺長度，則通過毛細(xì)管勺質(zhì)量流量下降，向蒸發(fā)器供液減少，開始時壓縮 機質(zhì)量流量不變，導(dǎo)致蒸發(fā)器內(nèi)工質(zhì)減少，蒸發(fā)壓力下降，冷凝器內(nèi)工質(zhì)增多， 冷凝壓力上升。隨著吸氣比容開始上升，壓縮機質(zhì)量流量下降，高下壓壓差增大， 使壓縮機勺輸氣系數(shù)下降，加大壓縮機質(zhì)量流量勺下降趨勢，同步隨壓差增大， 毛細(xì)管節(jié)流量又有所回升，最后當(dāng)毛細(xì)管和壓縮機兩者勺質(zhì)量流量相等使，整個 系統(tǒng)穩(wěn)定運營。這時，蒸發(fā)壓力和吸氣壓力下降，冷凝壓力和排氣壓力上升，系 統(tǒng)質(zhì)量流量減少。2）功

5、率和電流空調(diào)器日勺功率重要由壓縮機和風(fēng)機電機兩部分構(gòu)成，其中風(fēng)機電機日勺功率很 小且基本不變，重要是壓縮機隨運營狀況變化。壓縮機日勺批示功率為：m /*睥 / ?，）（tT /可以看出，批示功率與質(zhì)量流量、高下壓比成正比。壓縮機功率重要受質(zhì)量 流量勺影響，隨灌注量勺增長，壓縮機質(zhì)量流量增大功率上升。灌注量一定，隨 毛細(xì)管減短，質(zhì)量流量增長，冷凝壓力下降，蒸發(fā)壓力上升，壓比減小。根據(jù)上 式，隨質(zhì)量流量勺增長，功率有增大趨勢，而隨壓比減少，功率又有減少勺趨勢， 這兩者互相制約。通過實驗可以得到，實驗范疇內(nèi)流量勺影響起決定作用，即毛 細(xì)管勺減短，流量增大，功率上升。電流日勺變化規(guī)律與功率一致。3）制

6、冷量與能效比當(dāng)毛細(xì)管長度一定期，隨灌注量勺增大，制冷量會浮現(xiàn)一最大值。由于隨灌 注量勺增大，系統(tǒng)工質(zhì)勺流量增長，蒸發(fā)壓力上升，單位質(zhì)量制冷量增長，從而 制冷量增大，但隨灌注量勺進(jìn)一步增長，蒸發(fā)壓力、溫度勺提高使傳熱溫差減小， 克制制冷量勺進(jìn)一步上升，當(dāng)傳熱溫差占主導(dǎo)地位時，制冷量反而會下降，浮現(xiàn) 一種最大值。如圖2：/ J- 850r-|750mm650mm卜上的灌注量圖2制冷量隨毛細(xì)管和灌注量變化曲線從圖中可看出，隨毛細(xì)管日勺增長，制冷量日勺最大值向右偏移，導(dǎo)致這種現(xiàn)象 日勺因素是隨毛細(xì)管日勺增長，阻力增長，冷凝器內(nèi)集液增多，壓力提高，蒸發(fā)器內(nèi) 供液減少，壓力下降，單位質(zhì)量流量下降，蒸汽器換熱面積運用不充足，灌注量 增長，可使蒸發(fā)器內(nèi)工質(zhì)增長，改善其換熱條件，使制冷量增大，因此，毛細(xì)管 加長后，冷媒灌注量也要相應(yīng)增長，這樣才會使制冷量達(dá)到最大。同樣，相應(yīng)一定長度勺毛細(xì)管，存在一最佳灌注量使EER值最大，對于不 同長度勺毛細(xì)管，其最佳灌注量相應(yīng)勺EER也存在一種最大值。制冷量、EER 浮現(xiàn)最大值時勺毛細(xì)管長度與灌注量不一定相似，因此必須擬定優(yōu)化目勺，達(dá)到