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कैपिलरी ट्यूब साइजिंग

छोटे रेफ्रिजरेशन सिस्टम – फ्रिज, फ्रीजर, बोतल कूलर और छोटी यूनिटों – के लिए कैपिलरी ट्यूब का बोर और लंबाई।

रेफ्रिजरेंट और ऑपरेटिंग पॉइंट

कंप्रेसर

सक्शन लाइन के साथ हीट एक्सचेंज

रेफ्रिजरेंट चार्ज

साइज़ और इकाइयाँ

इकाइयाँ

मौजूदा ट्यूब की जाँच

प्रोजेक्ट

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फ़ाइल
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हर बोर के लिए कैपिलरी ट्यूब

कंप्रेसर का मास फ्लो गुजारने के लिए हर बोर को आवश्यक लंबाई। ★ = अनुशंसित (लंबाई आपकी वांछित रेंज के मध्य के सबसे करीब)। प्रोफ़ाइल और फ्लो डायग्राम में दिखाने के लिए किसी पंक्ति पर क्लिक करें।
लंबाई बैंड: 0.02 mm बड़े से 0.02 mm छोटे बोर तक की लंबाई (सामान्य टॉलरेंस; सप्लायर का मान जाँचें)। आउटलेट: 'चोक्ड' = ट्यूब के सिरे पर फ्लो क्रिटिकल (सोनिक) वेग तक पहुँचता है, वहाँ का दबाव दिखाया गया है; अन्यथा ट्यूब वाष्पीकरण दबाव पर समाप्त होती है। x आउट = आउटलेट पर वाष्प अंश। वांछित रेंज 1.50 m–4.00 m।

ट्यूब के साथ दबाव और तापमान – 0.6 mm × 5.87 m

सर्किट का रेफ्रिजरेंट चार्ज

गणना दिखाएं

ट्यूब के प्रत्येक भाग की गणना

भागमास फ्लो [kg/s]घनत्व [kg/m³]आंतरिक व्यास [mm]वेग [m/s]Ref (डार्सी)लंबाई [m]Δp [bar]Δp/m [Pa/m]नोट
प्रवेश द्वार3.15e-4528.50.62.11––00.0177–क्षति K = 0.5 तथा लिक्विड वेग तक त्वरण
लिक्विड भाग3.15e-4528.50.62.115,2800.03735.744.2674,100संतृप्ति दबाव तक पहुँचने तक सिंगल-फेज़ लिक्विड
दो-फेज़ भाग3.15e-428.660.638.9––0.130.7595,86,000वाष्प अंश 0 → 0.09; आउटलेट पर घनत्व और वेग आउटलेट पर चोकड फ्लो।

गणना का आधार

विधि
चुने गए बोर और कंप्रेसर के मास फ्लो के लिए होमोजेनस टू-फेज़ मॉडल: प्रवेश क्षति, सिंगल-फेज़ लिक्विड घर्षण जब तक लिक्विड अपने संतृप्ति दबाव तक नहीं पहुँच जाता, फिर समान गति पर लिक्विड और वाष्प के साथ टू-फेज़ फ्लो, वाष्पीकरण दबाव या चोकड फ्लो तक 200 दबाव चरणों में आगे बढ़ाया जाता है।
समीकरण
  • प्रवेश: Δp = (1 + K)·G²/(2ρ), K = 0.5
  • संवेग: −dp = f·G²·v/(2d)·dz + G²·dv
  • ऊर्जा: h + w²/2 = स्थिरांक (सक्शन लाइन हीट एक्सचेंजर द्वारा ली गई गर्मी को घटाकर)
  • टू-फेज़: v = (1 − x)·v_L + x·v_V, 1/μ = x/μ_V + (1 − x)/μ_L (मैकएडम्स)
  • जब (p_i − p_i+1) − G²·(v_i+1 − v_i) ≤ 0 तब चोकड
घर्षण गुणांक
चर्चिल (1977), चिकनी खींची हुई तांबे की ट्यूब, Re = G·d/μ
प्रॉपर्टी डेटा
CoolProp 8.0.0
स्रोत
ASHRAE Handbook – Refrigeration, ch. 11 · Stoecker & Jones (1982), ch. 12 · Bansal & Rupasinghe (1998) · Churchill (1977) · McAdams et al. (1942) · Gnielinski (1976) · EN 12900:2013
नोट्स
  • भाग मिलकर इनलेट पर 5.03 bar(g) से ट्यूब के आउटलेट पर -0.00 bar(g) तक दबाव गिरावट बनाते हैं।
  • सक्शन लाइन हीट एक्सचेंजर के साथ लिक्विड अधिक समय तक सबकूल्ड रहता है, इसलिए लिक्विड भाग लंबा होता है; इसकी गर्मी सोल्डर किए गए भाग के साथ ऊर्जा संतुलन से बाहर ले ली जाती है।

फ्लो डायग्राम

ऐप कैसे गणना करता है

साइकिल: t₀ और tc ड्यू पॉइंट हैं (EN 12900)। लिक्विड कंडेंसर से बबल पॉइंट माइनस सबकूलिंग के तापमान पर निकलता है और संघनन दबाव पर कैपिलरी में प्रवेश करता है। इवैपोरेटर p₀ और t₀ + सुपरहीट पर वाष्प देता है। गुणधर्म CoolProp 8 से (रेफरेंस इक्वेशन ऑफ स्टेट; ब्लेंड अपने ग्लाइड के साथ)।

कैपिलरी: ASHRAE हैंडबुक – रेफ्रिजरेशन और Stoecker & Jones द्वारा वर्णित समरूप मॉडल: एक प्रवेश हानि (K = 0.5), एकल-चरण तरल घर्षण जब तक दबाव तरल के संतृप्ति दबाव तक नहीं पहुँच जाता, फिर तरल और वाष्प के साथ समान गति (h + w²/2 स्थिर) पर एडियाबेटिक दो-चरणीय प्रवाह, घर्षण और त्वरण के साथ 20 दबाव चरणों में आगे बढ़ा। McAdams के बाद दो-चरणीय चिपचिपाहट, Churchill के बाद घर्षण कारक (चिकनी खींची गई तांबे की ट्यूब)।

चोक्ड फ्लो: जब दबाव गिरने से कोई अतिरिक्त लंबाई नहीं मिलती (−dp/dv = G²) तो फ्लो क्रिटिकल होता है; यदि ऐसा वाष्पीकरण दबाव से ऊपर होता है तो ट्यूब वहीं समाप्त होती है और बाकी एक्सपेंशन इवैपोरेटर में जाने वाले जेट में होता है – यह कैपिलरी सिस्टम की सामान्य स्थिति है।

सक्शन लाइन हीट एक्सचेंजर: इसकी ज्यामिति से गणना की गई – सोल्डर की गई लंबाई, जहाँ यह शुरू होती है और सक्शन लाइन का आंतरिक व्यास। गर्मी प्रति मीटर UA = 1/(1/(h_i·π·d) + 1/(h_g·π·D)) के साथ काउंटरफ्लो में कैपिलरी से सक्शन गैस में जाती है; Gnielinski (लैमिनार Nu = 3.66) के बाद दोनों फिल्म गुणांक, सक्शन गैस पक्ष प्रमुख प्रतिरोध है, सोल्डर जोड़ को छोड़ दिया गया है। गैस को इवैपोरेटर आउटलेट से कैपिलरी के अपने तापमान प्रोफाइल के साथ सेल दर सेल ट्रैक किया जाता है, और कैपिलरी और गैस को तब तक पुनरावृत्त किया जाता है जब तक कि रिटर्न गैस तापमान और कैपिलरी से ली गई गर्मी सहमत न हो जाए (Hermes, Melo & Gonçalves के प्रथम-सिद्धांत मॉडल की तरह)। इसके बजाय एक मापा गया रिटर्न गैस तापमान दर्ज किया जा सकता है। एक हीट एक्सचेंजर जो तरल को सबकूल रखता है, फ्लैशिंग में देरी करता है और समान प्रवाह के लिए ट्यूब को काफी लंबा बनाता है।

सीमाएं: मॉडल लिक्विड को ठीक संतृप्ति पर फ्लैश करने की अनुमति देता है (कोई मेटास्टेबल देरी नहीं), जिससे बड़े सबकूलिंग पर लंबाई कुछ कम हो जाती है; तेल, मोड़ और कॉइलिंग को छोड़ दिया जाता है। माप के साथ होमोजेनस मॉडल की प्रकाशित तुलना मास फ्लो में 10-20% के क्रम में विचलन दिखाती है। ASHRAE Handbook – Refrigeration 2006, अध्याय 44 के काम किए गए उदाहरणों की तुलना में, ऐप एडियाबेटिक R134a ट्यूब के लिए 4-5% अधिक फ्लो और सक्शन लाइन हीट एक्सचेंजर के साथ लगभग 8% अधिक फ्लो देता है; परीक्षण रन में चार्ज और सुपरहीट की हमेशा पुष्टि करें।

स्रोत

  • ASHRAE Handbook – Refrigeration (2022), अध्याय 11 Refrigerant-control devices, खंड Capillary tubes. ASHRAE, Atlanta।
  • Stoecker, W.F., Jones, J.W. (1982). Refrigeration and Air Conditioning, दूसरा संस्करण, McGraw-Hill, अध्याय 12 Expansion devices (कैपिलरी ट्यूब गणना)।
  • Bansal, P.K., Rupasinghe, A.S. (1998). An homogeneous model for adiabatic capillary tubes. Applied Thermal Engineering 18(3–4), 207–219.
  • Bolstad, M.M., Jordan, R.C. (1948). Theory and use of the capillary tube expansion device. Refrigerating Engineering 56(12), 519–523.
  • Churchill, S.W. (1977). Friction-factor equation spans all fluid-flow regimes. Chemical Engineering 84(24), 91–92.
  • McAdams, W.H., Woods, W.K., Heroman, L.C. (1942). Vaporization inside horizontal tubes – II. Trans. ASME 64, 193–200.
  • Bell, I.H., Wronski, J., Quoilin, S., Lemort, V. (2014). Pure and pseudo-pure fluid thermophysical property evaluation and the open-source thermophysical property library CoolProp. Ind. Eng. Chem. Res. 53(6), 2498–2508 (CoolProp 8.0).
  • EN 12900:2013 Refrigerant compressors – Rating conditions, tolerances and presentation of manufacturer's performance data.
  • EN 378-1:2016+A1:2020, IEC 60335-2-24 (घरेलू प्रशीतन उपकरण) और IEC 60335-2-89 (कमर्शियल प्रशीतन उपकरण): ज्वलनशील रेफ्रिजरेंट के लिए चार्ज सीमाएँ।
  • US EPA (2024). SNAP नियम 26, फैक्ट शीट: https://epa.gov/system/files/documents/2024-05/snap-final-rule-26-factsheet.pdf (2026-10-14 को जाँच की गई)।
  • US 40 CFR भाग 82, उपभाग G, परिशिष्ट R और V (SNAP, घरेलू रेफ्रिजरेटर और फ्रीजर में हाइड्रोकार्बन): https://www.ecfr.gov/current/title-40/chapter-I/subchapter-C/part-82/subpart-G (2026-10-25 को जाँच की गई)।
  • ASERCOM (2023). Components for flammable refrigerants: https://www.asercom.org/wp-content/uploads/2023/04/En_Components-for-Flammable-Refrigerants.pdf (IEC 60335-2-24 की चार्ज सीमा)।
  • Gnielinski, V. (1976). New equations for heat and mass transfer in turbulent pipe and channel flow. International Chemical Engineering 16(2), 359–368.
  • Hermes, C.J.L., Melo, C., Gonçalves, J.M. (2008). Modeling of non-adiabatic capillary tube flows: a simplified approach and comparison with empirical data. International Journal of Refrigeration 31(8), 1358–1367.
  • ASHRAE Handbook – Refrigeration (2006, SI), अध्याय 44 रेफ्रिजरेंट-कंट्रोल डिवाइस, सेक्शन कैपिलरी ट्यूब्स: वुल्फ एट अल. (1995) और वुल्फ एंड पाटे (2002) के बाद रेटिंग चार्ट और काम किए गए उदाहरण, जिनका उपयोग ऐप की जांच के लिए किया जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

मैं कैपिलरी ट्यूब का साइज़ कैसे तय करूँ?

कंप्रेसर से शुरू करें: डिज़ाइन पॉइंट (वाष्पीकरण और संघनन तापमान, सबकूलिंग) पर उसका मास फ्लो कैपिलरी से गुजरना चाहिए। हर बोर के लिए ऐप वह लंबाई ढूँढता है जो ठीक यही फ्लो देती है; लंबी ट्यूब कम फ्लो गुजारती है, बड़ा बोर अधिक। ऐसा बोर चुनें जिसकी लंबाई व्यावहारिक हो, फ्रिज और फ्रीजर में आमतौर पर 1.5–4 मीटर।

ऊपर दिए गए टूल में गणना करें ↑

मुझे कौन सा बोर चुनना चाहिए?

छोटे बोर वाली छोटी ट्यूब की तुलना में बड़ा बोर और लंबी ट्यूब टॉलरेंस, गंदगी और तेल के प्रति कम संवेदनशील होते हैं: 0.6 मिमी बोर पर ±0.02 मिमी से फ्लो लगभग 8 % बदल जाता है। बहुत छोटी ट्यूब (0.5 मीटर से कम) सही बैठाना कठिन है; बहुत लंबी ट्यूब अव्यावहारिक हैं। ऐप वह साइज़ सुझाता है जिसकी लंबाई आपकी वांछित रेंज के मध्य के सबसे करीब हो।

ऊपर दिए गए टूल में गणना करें ↑

कैपिलरी को सक्शन लाइन पर सोल्डर क्यों किया जाता है?

ठंडी सक्शन गैस कैपिलरी में तरल को ठंडा करती है: प्रति किलो अधिक कूलिंग क्षमता, कम फ्लैश गैस, और सक्शन लाइन पसीना या पाला नहीं छोड़ती है। तरल तब लंबे समय तक तरल रहता है और ट्यूब प्रति मीटर अधिक रेफ्रिजरेंट पास करती है, इसलिए समान प्रवाह के लिए सोल्डर की गई ट्यूब एडियाबेटिक ट्यूब से लंबी होती है। ऐप सोल्डर की गई लंबाई और सक्शन लाइन व्यास से एक्सचेंजर की गणना करता है; इसके बजाय एक मापा गया रिटर्न गैस तापमान दर्ज किया जा सकता है।

ऊपर दिए गए टूल में गणना करें ↑

चोक्ड फ्लो का क्या मतलब है?

फ्लैश होते समय टू-फेज मिश्रण का वेग बढ़ता है। एक बिंदु पर वह क्रिटिकल (सोनिक) वेग तक पहुँच जाता है: तब वाष्पीकरण दबाव और घटाने से फ्लो नहीं बढ़ता। अधिकांश कैपिलरी सिस्टम चोक्ड चलते हैं; तब ट्यूब की लंबाई फ्लो तय करती है और वाष्पीकरण दबाव केवल आउटलेट पर जेट को बदलता है।

ऊपर दिए गए टूल में गणना करें ↑

क्या मैं R600a और R290 के लिए परिणामों का उपयोग कर सकता हूँ?

हाँ, आइसोब्यूटेन और प्रोपेन के गुणधर्म CoolProp के रेफरेंस इक्वेशन ऑफ स्टेट से आते हैं। ध्यान रखें कि हाइड्रोकार्बन ज्वलनशील (A3) हैं: उपकरण मानक प्रति सर्किट चार्ज सीमित करते हैं, और कैपिलरी सिस्टम में रिसीवर नहीं होता, इसलिए चार्ज ठीक तौलकर भरना होता है।

ऊपर दिए गए टूल में गणना करें ↑HC रेफ्रिजरेंट (A3) पाइप साइज़िंग →

गणना कितनी सटीक है?

एडियाबेटिक ट्यूबों पर माप के साथ होमोजेनस मॉडल की प्रकाशित तुलना मास फ्लो में 10-20% के क्रम में विचलन दिखाती है; सक्शन लाइन हीट एक्सचेंजर के साथ अनिश्चितता अधिक होती है। ASHRAE Handbook (2006, अध्याय 44) में काम किए गए उदाहरणों की तुलना में ऐप मास फ्लो में +4…9% के भीतर है। बोर सहिष्णुता अकेले कई प्रतिशत देती है। परिणाम को शुरुआती बिंदु के रूप में उपयोग करें और परीक्षण रन में सुपरहीट और दबावों की पुष्टि करें।

मान्यताएँ: होमोजीनियस टू-फेज फ्लो, कोई मेटास्टेबल फ्लैशिंग नहीं, चिकनी ड्रॉन कॉपर ट्यूब, सीधी या ढीली कुंडलित, तेल नहीं। t₀ और tc ड्यू पॉइंट के रूप में (EN 12900)। कंडेंसर और लिक्विड लाइन का प्रेशर ड्रॉप शामिल नहीं है। गुणधर्म CoolProp 8 से।

अस्वीकरण: यह गणना डिज़ाइन के लिए एक मार्गदर्शिका है। परिणाम को कंप्रेसर निर्माता के डेटा से जाँचें और टेस्ट रन में चार्ज, सुपरहीट और दबावों की पुष्टि करें। CO2piping.com परिणामों के उपयोग के लिए कोई ज़िम्मेदारी नहीं लेता है।

नई सुविधा – कृपया कोई भी त्रुटि बताएँ: बग रिपोर्ट करें

सहायता – कैपिलरी ट्यूब साइजिंग

बाईं ओर रेफ्रिजरेंट, ऑपरेटिंग पॉइंट और कंप्रेसर भरें। दाईं ओर की तालिका बताती है कि हर मानक कैपिलरी बोर को कितनी लंबाई चाहिए; अनुशंसित साइज़ ★ से चिह्नित है।

1. रेफ्रिजरेंट और ऑपरेटिंग पॉइंट

  • रेफ्रिजरेंट और एप्लिकेशन (फ्रीजर, फ्रिज, हाई बैक प्रेशर) चुनें; एप्लिकेशन सामान्य तापमान भर देता है, जिन्हें आप बदल सकते हैं।
  • वाष्पीकरण और संघनन तापमान ड्यू पॉइंट हैं, जैसा कि कंप्रेसर डेटा शीट (EN 12900) में होता है।
  • सबकूलिंग वह मान है जितना कंडेंसर आउटलेट पर लिक्विड का तापमान बबल पॉइंट से नीचे है; सुपरहीट इवैपोरेटर आउटलेट पर यही मान (ड्यू पॉइंट से ऊपर) है।

2. कंप्रेसर

  • ऑपरेटिंग पॉइंट पर कूलिंग क्षमता, मास फ्लो, या कंप्रेसर का डिस्प्लेसमेंट और स्पीड दें।
  • डिस्प्लेसमेंट देने पर ऐप छोटे रेसिप्रोकेटिंग कंप्रेसर की वॉल्यूमेट्रिक दक्षता का अनुमान लगाता है; वास्तविक मान हो तो उसे दर्ज करें।

3. सक्शन लाइन हीट एक्सचेंजर

  • यदि कैपिलरी सक्शन लाइन पर सोल्डर की गई है (अधिकांश फ्रिज और फ्रीजर) तो बॉक्स पर टिक करें।
  • ऐप यह गणना करता है कि सोल्डर की गई लंबाई, जहाँ से यह शुरू होती है और सक्शन लाइन के आंतरिक व्यास से एक्सचेंजर कैपिलरी से कितनी गर्मी लेता है, और परिणामी रिटर्न गैस तापमान दिखाता है। यदि आपने इसे मापा है, तो इसके बजाय उसे दर्ज करें।

4. परिणाम

  • हर पंक्ति एक बोर है: लंबाई, ±0.02 मिमी बोर टॉलरेंस के लिए लंबाई बैंड, लिक्विड भाग, आउटलेट स्थिति और निकास वेग।
  • ट्यूब के साथ दबाव और तापमान देखने और उसे फ्लो डायग्राम में दिखाने के लिए किसी पंक्ति पर क्लिक करें।
  • 'मौजूदा ट्यूब की जाँच' में अपनी ट्यूब का बोर और लंबाई दर्ज करें: ऐप ऑपरेटिंग पॉइंट पर उसका मास फ्लो और कूलिंग क्षमता देता है और कंप्रेसर से तुलना करता है।

5. सहेजें, खोलें, प्रिंट करें

  • सहेजें प्रोजेक्ट को लिंक फ़ाइल (.html) के रूप में सहेजता है: डबल-क्लिक करने पर यह co2piping.com पर खुल जाता है, और खोलें इसे वापस पढ़ता है (पुरानी .json फ़ाइलें भी)। लिंक कॉपी करें प्रोजेक्ट का लिंक कॉपी करता है। दोनों में प्रोजेक्ट की हर चीज़ शामिल होती है।
  • प्रिंट करें तालिका और प्रोफ़ाइल के साथ रिपोर्ट देता है, फिर फ्लो डायग्राम एक अलग लैंडस्केप पेज पर।