Расчет капиллярных трубок

В капиллярной трубке происходят процессы адиабатического (с подводом или отводом тепла ) течения с большой скоростью и , соответственно, с большой потерей напора в начале жидкого , а затем смеси жидкого и парообразного хладонов.

Сложность расчета капиллярных трубок связана с большим числом факторов, влияющих на процессы течения. Так, например, при непрерывной работе машины в установившемся тепловом режиме следует учитывать: состояние хладона на входе в трубку ( давление, степень переохлаждения жидкости или паросодержание, скорость ), длину и диаметр трубки, её шероховатость, число витков, диаметр витков, давление за трубкой, теплообмен с окружающей средой и с теплообменником, размеры теплообменника ( длина, конструкция, место расположения по длине капиллярной трубки ), форму и размеры спиральных участков трубки с обеих сторон теплообменника, состояние масло – хладоновой смеси, поступающей в теплообменник из испарителя.

Наиболее практичным является расчет (выбор размеров) по номограмме, составленной для непрерывной работы в установившемся тепловом режиме.

Последующая корректировка размеров трубки проводится после экспериментальной проверки работы холодильника при различных режимах и условиях эксплуатации.

Расчеты выполняются в двух вариантах: конструктивном – определение размеров трубки при заданной пропускной способности и условиях работы; проверочном – определение пропускной способности по заданным размерам в условиях работы.

Используя номограммы для расчета капиллярных трубок на хладоне R 134а при Ро  Рк, определим длины капиллярных трубок.

Определяем длину основной трубки по данным :

G = 0,323 ·10 ^–3 кг/ с = 11,641 кг/ час – теоретический массовый расход хладагента;

Р₁ = 13,526 ·10⁵ Па – давление перед трубкой;

t₁’’ = 62 ^оС – температура насыщения;

t_{1 КГ} = t_{1 КГ}’’ – t_{1 КГ} = 62 – 55 = 7 ^оС – степень переохлаждения хладона ;

d_ВН = 0,83·10 ^–3 м – внутренний диаметр капиллярной трубки.

Используя эти данные, по номограмме находим длину:

L = 2,5 м,  = L / d_ВН = 3000

2. Определяем длину капиллярной трубки для испарителя холодильной камеры:

G_ХК = 0,3 · G = 0,3 · 0,323 ·10 ^–3 = 0,696 ·10 ^–3 кг/с = 3,345 кг/час;

Р₂ = 2,346 ·10⁵ Па;

t_{2 КГ}’’ = - 5 ^оС;

t_{2 КГ} = - 5 – ( - 30 ) = 25 ^оС;

d_ВН = 0,83 · 10 ^–3 м.

Используя выше написанные данные, по номограмме находим длину трубки:

L = 0,25 м = 250 мм,  = 250 / 0,83 = 300.

Определим длину капиллярной трубки для испарителя

морозильной камеры:

G₃ = 0,7 · G = 0,7 · 0,323 · 10 ^–3 = 0,2261 · 10 ^–3 кг/с = 7,805 кг/ час;

Р₃ = 2,346 · 10⁵ Па;

t_{3 КГ} = - 5 ^оС;

t_{3 КГ} = 25 ^оС;

d_ВН = 0,83 · 10 ^–3 м.

Используя данные, по номограмме расчета капиллярных трубок на хладоне R – 134а, определяем длину нашей капиллярной трубки:

L = 0,6 м = 600 мм,  = 600 / 0,83 = 720.

Расчет капиллярной трубки морозильной камеры

Капиллярная трубка морозильной камеры была выбрана с помощью программы «DanCap». В эту программу были введены заданные параметры хладагента:

Название хладагента – R600a;

Тепловая нагрузка = 182,7Вт;

Температура кипения = -20⁰С;

Температура конденсации = 55⁰С;

Температура перегрева = 32⁰С.

По результатам расчета строится график зависимости рекомендуемые размеры капиллярной трубки и выбирается наиболее оптимальный:

Наиболее оптимальной выбирается капиллярная трубка длиной 1,62 м и диаметром 0,8 мм.

5. Расчет капиллярной трубки холодильной камеры.

Капиллярная трубка холодильной камеры была выбрана с помощью программы «DanCap». В эту программу были введены заданные параметры хладагента:

Название хладагента – R600a;

Тепловая нагрузка = 192,1Вт;

Температура кипения = -10⁰С;

Температура конденсации = 55⁰С;

Температура перегрева = 32⁰С.

По результатам расчета строится график зависимости рекомендуемые размеры капиллярной трубки и выбирается наиболее оптимальный:

Наиболее оптимальной выбирается капиллярная трубка длиной 1,6 м и диаметром 0,8 мм.