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恒（héng）溫恒濕試驗箱（xiāng）中毛細管熱氣旁通的設計及（jí）粗算過程

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

毛細管（guǎn）是一種便宜、有效、沒有磨（mó）損的節流機構，它在恒（héng）溫恒濕試驗箱的製冷裝（zhuāng）置中經（jīng）常被用作液體節流器,對蒸發器供液。毛細管作為液（yè）管節流（liú）器的計算一直都沒有可靠公（gōng）式，大多根據經驗值通過實驗確定。將（jiāng）其用在熱氣旁通管中，利用（yòng）製冷工質在（zài）細長管中的流動阻力，對壓縮機排氣管中的高溫（wēn）高壓過熱工質進行（háng）降（jiàng）壓節流（liú）成為高溫低壓氣體，節流過程隻（zhī）涉及到單相流體，可以通過管道的阻力粗（cū）略計算得出毛細（xì）管管內（nèi）徑和長度。
一（yī）、毛細管熱氣旁（páng）通的粗算過程

如圖3所示，毛細（xì）管多（duō）采用（yòng）夾扁大管焊接，毛細管進出兩端實質上是一個突（tū）縮和突擴的局部阻礙。從流體力學的角度,毛細（xì）管的的節（jiē）流能力（lì）就是對這個兩個局部（bù）阻（zǔ）礙和毛細管沿程阻力（lì）的計算。

毛細管連接模型

圖3 毛細管（guǎn）連（lián）接模（mó）型

    1、計算毛細管前後低（dī）壓、高壓熱氣旁通（tōng）管（guǎn）的管內流速υ1、υ3
    首（shǒu）先根據設計的運（yùn）行壓力，結合製冷（lěng）劑的工質性質可以查出毛細管前後高壓、低壓熱氣旁通管道內的密度或比容，從而（ér）計算得出體積流（liú）量：
                            （1）

根（gēn）據體積流量確（què）認毛細管前（qián）後低壓、高壓熱氣旁通管的內管徑:
（2）

    管徑一般（bān）根據管內流（liú）速來（lái）確定，考慮的一個依據是管內噪音，管內流速在3000FPM（15.24m/s）以上會產生很大噪音。管內流速（sù）不（bú）應超過15m/s。毛細管後的低壓管（guǎn）一（yī）般取略（luè）大於（yú）毛細管前的高壓管。
    以流速計算得出的管（guǎn）徑D是小（xiǎo）要求的（de）銅管內（nèi）徑。而商用銅管的尺寸已經標準化，為保證可靠性，環境試驗箱製冷係統管（guǎn）路銅管在選擇時均選用（yòng）壁厚較厚的K形式（shì）銅管。
    得出內徑（jìng）後，

    計算得到毛細管（guǎn）前後熱氣旁通管（guǎn）的氣體流速分別為 υ1、υ3 。
    2、初定毛細管的內徑
    不同毛細管的管內徑和（hé）管長在相同應用（yòng）工況下存在類比關係，內徑和管長共同確（què）定毛細管（guǎn）的節流能力。所以管長和內徑需先假定一個初（chū）始內（nèi）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，或重選管內徑較大（dà）的毛細管重（chóng）新計算（suàn）。熱氣旁通管毛細管一（yī）般假定內徑值為高壓熱氣旁通管D1的（de）1/2左右，即1/4的截麵積。
    3、計算毛細管沿程阻力
    毛細管的長（zhǎng）度直接影響的是製冷劑的沿程阻力，要計（jì）算毛細管的（de）長度，就（jiù）需要先得到毛細管（guǎn）的沿程阻力值。而這個沿程阻（zǔ）力值（zhí）可以粗略的看做整個熱氣（qì）旁（páng）通（tōng）回路的壓降除去毛細管（guǎn）進出口兩（liǎng）個局部阻力△P1-2 和△P2-3 。
    製冷劑過熱氣體在毛細管中流動時，比容不斷發生改變，流速越來越快（kuài），加上管路（lù）的保溫作（zuò）用，在毛細管長度粗算（suàn）時，將其單純的看成一元氣體在絕熱管中流動能簡化計算過（guò）程，也較貼近實際。
    根據氣體一元（yuán）氣體連續性方程 ρvA=C,C為常量。
    毛細管（guǎn）進出口的流速看做氣（qì）體圓形斷麵在（zài）有限空間射流分析，為方便計算，將射（shè）流斷麵的平均流速、密度假定為隨噴射距離均勻變化，由（yóu）此可以（yǐ）計算得到製冷劑在流入、流出毛細管瞬間的流動狀態參（cān）數v2i ,ρ2i;v2o,v2o。

毛細管前後突（tū）然（rán）縮小和突然擴大的兩個局部阻（zǔ）力可分別（bié）采用計算（suàn）公式：

QQ截圖20200922082345

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

    公式（shì）中：P1、P2－毛細管進出口壓力，單位為（wéi）Pa；
    l——毛細管（guǎn）長度，單位（wèi）m；
    λ——摩擦阻力係數；
    k——製冷劑氣體絕熱係數，常數k=1.33；
    ρ1——製冷劑密度，kg/m3 ；
    D——毛細管內徑，單位（wèi）m；
    G——製冷劑質量流量，單位 kg/s；
    A——毛細管（guǎn）截麵積，單（dān）位m2。
    毛細（xì）管的沿程阻力係數根據雷諾數選擇相應的公式，
    當Re=4000~107 時采用在（zài）柯式公式（shì）基礎上簡化的（de）莫迪公式：
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