Plik jest plikiem łącza: kliknij go dwukrotnie, aby otworzyć projekt w przeglądarce, lub wybierz go za pomocą opcji Otwórz. Starsze pliki .json nadal mogą być otwierane. Podobnie jak plik projektu zawiera wszystkie dane projektu – udostępniaj go tylko osobom, które mogą je zobaczyć.
| Odcinek | Strumień masy [kg/s] | Gęstość [kg/m³] | Średnica wewnętrzna [mm] | Prędkość [m/s] | Re | f (Darcy) | Długość [m] | Δp [bar] | Δp/m [Pa/m] | Uwaga |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wlot | 3.15e-4 | 528,5 | 0,6 | 2,11 | – | – | 0 | 0,0177 | – | strata K = 0.5 plus przyspieszenie do prędkości cieczy |
| Część cieczowa | 3.15e-4 | 528,5 | 0,6 | 2,11 | 5280 | 0,0373 | 5,74 | 4,26 | 74 100 | ciecz jednofazowa do osiągnięcia ciśnienia nasycenia |
| Część dwufazowa | 3.15e-4 | 28,66 | 0,6 | 38,9 | – | – | 0,13 | 0,759 | 586 000 | stopień suchości par 0 → 0,09; gęstość i prędkość na wylocie Przepływ krytyczny (dławiony) na wylocie. |
Wlot: Δp = (1 + K)·G²/(2ρ), K = 0.5Pęd: −dp = f·G²·v/(2d)·dz + G²·dvEnergia: h + w²/2 = const (minus ciepło pobrane przez wymiennik ciepła na linii ssącej)Dwufazowość: v = (1 − x)·v_L + x·v_V, 1/μ = x/μ_V + (1 − x)/μ_L (McAdams)Krytyczny, gdy (p_i − p_i+1) − G²·(v_i+1 − v_i) ≤ 0Obieg: t₀ i tc to temperatury punktu rosy (EN 12900). Ciecz opuszcza skraplacz w punkcie pęcherzyków pomniejszonym o podchłodzenie i wchodzi do kapilary pod ciśnieniem skraplania. Parownik oddaje parę o ciśnieniu p₀ i temperaturze t₀ + przegrzanie. Właściwości z programu CoolProp 8 (referencyjne równania stanu; mieszaniny z ich poślizgiem temperaturowym).
Kapilara: model jednorodny opisany w ASHRAE Handbook – Refrigeration oraz przez Stoeckera & Jonesa: strata wlotowa (K = 0,5), tarcie cieczy jednofazowej do momentu osiągnięcia ciśnienia nasycenia cieczy, następnie adiabatyczny przepływ dwufazowy z cieczą i parą o tej samej prędkości (h + w²/2 stałe), obliczany w 20 krokowych przyrostach ciśnienia z uwzględnieniem tarcia i przyspieszenia. Lepkość dwufazowa według McAdamsa, współczynnik tarcia według Churchilla (gładka rura miedziana).
Przepływ zdławiony (krytyczny): gdy spadek ciśnienia nie daje już wzrostu długości (−dp/dv = G²), przepływ jest krytyczny; jeśli następuje to powyżej ciśnienia parowania, rurka kończy się w tym miejscu, a reszta rozprężania zachodzi w strudze wpływającej do parownika – jest to normalny stan układu kapilarnego.
Wymiennik ciepła na rurze ssawnej: obliczany na podstawie geometrii – długości lutowania, miejsca jego rozpoczęcia oraz średnicy wewnętrznej rury ssawnej. Ciepło przechodzi z kapilary do gazu ssanego w przeciwprądzie z UA na metr = 1/(1/(h_i·π·d) + 1/(h_g·π·D)); oba współczynniki przejmowania ciepła według Gnielinskiego (laminarny Nu = 3,66), przy czym strona gazu ssanego jest dominującym oporem, a złącze lutowane jest pominięte. Gaz jest śledzony komórka po komórce od wylotu parownika wzdłuż profilu temperatury kapilary, a kapilara i gaz są iterowane, aż temperatura gazu powrotnego i ciepło pobrane z kapilary będą zgodne (jak w modelach podstawowych Hermesa, Melo & Gonçalvesa). Zamiast tego można wprowadzić zmierzoną temperaturę gazu powrotnego. Wymiennik ciepła, który utrzymuje ciecz w stanie podchłodzonym, opóźnia odparowanie i sprawia, że rurka jest znacznie dłuższa dla tego samego przepływu.
Ograniczenia: model pozwala cieczy odparowywać dokładnie w stanie nasycenia (brak opóźnienia metastabilnego), co sprawia, że długość jest nieco zbyt krótka przy dużym podchłodzeniu; pominięto olej, kolanka i zwinięcie. Opublikowane porównania modeli jednorodnych z pomiarami wykazują odchylenia rzędu 10–20% w strumieniu masy. W porównaniu z przykładami obliczeniowymi w ASHRAE Handbook – Refrigeration 2006, rozdz. 44, aplikacja daje o 4–5% większy przepływ dla rurki adiabatycznej R134a i około 8% większy z wymiennikiem ciepła na linii ssącej; zawsze potwierdzaj napełnienie i przegrzanie podczas rozruchu.
Wyjdź od sprężarki: jej strumień masy w punkcie projektowym (temperatura parowania i skraplania, podchłodzenie) musi przepłynąć przez kapilarę. Dla każdej średnicy wewnętrznej aplikacja znajduje długość, która zapewnia dokładnie taki przepływ; dłuższa rurka przepuszcza mniej, większa średnica więcej. Wybierz średnicę o praktycznej długości, zazwyczaj 1,5–4 m w chłodziarkach i zamrażarkach.
Większa średnica z dłuższą rurką jest mniej wrażliwa na tolerancje, brud i olej niż krótka rurka o małej średnicy: ±0,02 mm na średnicy 0,6 mm zmienia przepływ o około 8%. Bardzo krótkie rurki (poniżej 0,5 m) są trudne do dokładnego wykonania; bardzo długie są niepraktyczne. Aplikacja zaleca średnicę, której długość jest najbliższa środkowi żądanego zakresu.
Zimny gaz ssany chłodzi ciecz w kapilarze: większa wydajność chłodnicza na kg, mniej gazu odparowanego (flash gas), a rura ssawna nie poci się ani nie szroni. Ciecz pozostaje cieczą dłużej, a rurka przepuszcza więcej czynnika chłodniczego na metr, więc rurka lutowana jest dłuższa niż adiabatyczna dla tego samego przepływu. Aplikacja oblicza wymiennik na podstawie długości lutowania i średnicy rury ssawnej; zamiast tego można wprowadzić zmierzoną temperaturę gazu powrotnego.
Prędkość mieszaniny dwufazowej rośnie wraz z jej odparowywaniem. W pewnym punkcie osiąga ona prędkość krytyczną (dźwiękową): dalsze obniżanie ciśnienia parowania nie zwiększa przepływu. Większość układów kapilarnych pracuje w stanie zdławionym; wówczas długość rurki decyduje o przepływie, a ciśnienie parowania zmienia jedynie strugę na wylocie.
Tak, właściwości izobutanu i propanu pochodzą z referencyjnych równań stanu CoolProp. Pamiętaj, że węglowodory są palne (A3): normy dotyczące urządzeń ograniczają napełnienie na obieg, a układ kapilarny nie ma zbiornika cieczy, więc napełnienie musi być dokładnie odważone.
Oblicz w narzędziu powyżej ↑Czynniki HC (A3): dobór średnic rurociągów →
Opublikowane porównania modeli jednorodnych z pomiarami na rurkach adiabatycznych wykazują odchylenia rzędu 10–20% w strumieniu masy; z wymiennikiem ciepła na linii ssącej niepewność jest większa. W odniesieniu do przykładów obliczeniowych w ASHRAE Handbook (2006, rozdz. 44) aplikacja mieści się w granicach +4…9% strumienia masy. Sama tolerancja średnicy wewnętrznej daje kilka procent. Użyj wyniku jako punktu wyjścia i potwierdź przegrzanie oraz ciśnienia podczas próbnego rozruchu.