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恒溫恒濕試驗箱中毛細管熱氣旁通（tōng）的設計及（jí）粗算（suàn）過程

作者： salmon範編輯：草莓视频网站儀器來源： www.tuyatang.com 發布日期： 2020.09.22

毛細管是一（yī）種便宜、有效、沒有磨損（sǔn）的節流機構，它在恒溫（wēn）恒濕試驗（yàn）箱的製冷裝置中經常被（bèi）用作液體節流器,對蒸發器供液。毛細管作為液管節流器的計算一直都（dōu）沒（méi）有可靠公式（shì），大多根據經驗值（zhí）通過實驗確定。將其用在熱氣旁通管中，利用製（zhì）冷工質在細長管中的流動阻力，對壓縮機排氣（qì）管中的高溫高壓（yā）過熱工質進行（háng）降壓節流成（chéng）為高溫低壓氣體，節流過程隻涉及到單相流體，可以通過管道的（de）阻力粗略計算得出毛細管管內徑和（hé）長度。
一、毛細管（guǎn）熱（rè）氣旁通的粗算過程

如圖3所（suǒ）示，毛細管多采用夾扁大管焊接，毛（máo）細管進出兩端實質上是一個突縮和突擴的局部阻礙。從流體力（lì）學（xué）的角（jiǎo）度,毛細管的的節流能力就是對（duì）這個兩個局部阻礙和（hé）毛細管沿程阻力的計算。

毛細管（guǎn）連接模型

圖（tú）3 毛細管連接模型

    1、計算毛細管（guǎn）前後低壓、高壓熱氣旁通管的管內流速υ1、υ3
    首先根據設計的運行壓力（lì），結合製冷劑的工質性質可以查出毛細管前後高壓、低（dī）壓熱氣（qì）旁通管道內的密度或比容，從而計算得出體積流量：
                            （1）

根據體積流量確認毛細管前後低（dī）壓、高壓熱氣（qì）旁通管的內管徑:
（2）

    管徑一般根據管內流速來確（què）定，考慮的一個依據是管內噪音，管（guǎn）內流（liú）速在（zài）3000FPM（15.24m/s）以上會產生很大噪音。管內流速不應（yīng）超過（guò）15m/s。毛（máo）細管後的低壓管一般取略大於毛細管前的高壓管。
    以流速計算（suàn）得出（chū）的管徑D是小要求的銅管內徑。而商用銅管的尺寸已經標準（zhǔn）化（huà），為保（bǎo）證可靠（kào）性，環境試驗箱製冷係統管路銅管在選擇時均選用（yòng）壁厚較厚的K形式銅管。
    得出內徑後，

    計算得到毛（máo）細（xì）管前後熱氣旁通管的氣體流速分別為 υ1、υ3 。
    2、初定（dìng）毛細管的內徑
    不同（tóng）毛細管的管內徑和管長在相同應用工（gōng）況下存在類（lèi）比關係，內徑和管長共（gòng）同確定（dìng）毛細管的（de）節流能力。所以管長和（hé）內徑（jìng）需先假定一個初始（shǐ）內徑值（zhí），再計算管長。當計算管長太長時（影響實際生產加工），再通過類比，或（huò）重選管內徑較大的毛細管重新計算。熱氣（qì）旁通管毛細管一般假定內徑值為高壓（yā）熱氣旁通（tōng）管D1的1/2左右，即1/4的（de）截麵積。
    3、計算毛細管沿程阻力（lì）
    毛細管的長度直接影響的是製冷劑的（de）沿程阻（zǔ）力（lì），要計算毛細管的長度，就（jiù）需要先得到毛細管的沿程阻力值。而這個沿程阻力值可以（yǐ）粗略的（de）看做整個熱氣旁通（tōng）回路的壓降除去毛細管進出口（kǒu）兩個局（jú）部阻力△P1-2 和△P2-3 。
    製冷劑過熱氣體在毛細管（guǎn）中流動時，比容不斷發生改變，流速越來（lái）越快，加上管路的保溫作用（yòng），在毛細管（guǎn）長度粗算時，將其單純的看成一（yī）元氣體在絕熱管中流動能簡（jiǎn）化計算過程，也（yě）較貼近實際。
    根據氣體一元（yuán）氣體（tǐ）連續性方程（chéng） ρvA=C,C為常量。
    毛細管進出口的（de）流速看做氣體圓形斷麵在有限空間射流分析，為方便計算，將射流（liú）斷（duàn）麵的平均流速、密度假定為隨（suí）噴射距離均（jun1）勻（yún）變（biàn）化，由此可以計算（suàn）得到製（zhì）冷劑在（zài）流入（rù）、流出毛細管瞬間的流（liú）動狀（zhuàng）態參數v2i ,ρ2i;v2o,v2o。

毛細管前後突然縮小和突然擴大的兩個局部阻力可分別采用計算公式：

QQ截圖20200922082345

     4、計算毛細管的長度
    毛細管節流過程為絕熱膨脹過程，根據一元氣體絕熱流動的基本公式（近似解）：
                                (5)

    公式中：P1、P2－毛細管進出口壓（yā）力，單位為Pa；
    l——毛細管長度，單位m；
    λ——摩（mó）擦阻力係數；
    k——製冷劑氣體絕熱係數，常數k=1.33；
    ρ1——製冷（lěng）劑密度，kg/m3 ；
    D——毛細管內（nèi）徑，單位m；
    G——製（zhì）冷劑質量（liàng）流量，單位 kg/s；
    A——毛細管截麵積，單（dān）位m2。
    毛細管的沿程阻力係數根據雷諾數選（xuǎn）擇相應的（de）公式，
    當Re=4000~107 時采用在柯式公式基礎（chǔ）上簡化（huà）的（de）莫迪公（gōng）式（shì）：
                            (6) 草莓视频网站儀器