毛细管设计计算与分析

毛细管的设计计算与分析 毛细管一般指内径为 0.4~2.0mm 的细长铜管。作为制冷系统的节流机构，毛细管是最简单的一种，因其价廉、选用灵活，故广泛用于小型制冷装置中，最近在较大制冷量的机组中也有采用，如我公司 10 匹柜机采用了，甚至在更大的单冷系统也有用到，某公司 40KW 的水冷柜机机组中也有采用。目前公司使用的毛细管的规格有：1.24mm、1.37mm、1.63mm。定制的毛细管规格有：1.8mm、2.1mm、2.4，还有 6mm、8mm 的铜管也可做较大系统节流用等。 1 、毛细管的节流特性 毛细管节流是利用制冷剂在细长管内流动的阻力而实现的。按使用情况，毛细管可以是有热交换和无热交换的，故制冷剂流经毛细管的过程可以典型化为绝热膨胀过程和有热交换的膨胀过程。目前公司基本上采用绝热膨胀的方式。 制冷剂在毛细管中的流动状态，沿管长方向的压力和温度变化，如图 1 所示。1） 过冷区 从冷凝器流出的液体制冷剂以过冷状态 1 点进入毛细管内流动，并随着压力的降低液体过冷度不断减小，直至变为饱和液体，即理论闪点2 点，此段制冷剂状态为单相液体。在这一段中制冷剂在管内为绝热流动，同时因流速不变，其管内液体部分的压力降是一条直线。 2） 亚稳区 即从毛细管内流动的制冷剂的理论闪点2 点到达到饱和湿蒸汽点3 点。通过对毛细管的机理研究，由于毛细管直径很小，制冷剂的流速较大，通常情况下，会出现亚稳定状态的液体——过热液体的存在，使得闪点的温度和压力并不对应，一般闪点延迟 3C 左右。 3）两相区 从3 点开始制冷剂为汽液两相流动，随着压力的降低，温度也降低，压力和温度曲线重合。毛细管内汽液两相混合物也是一种可压缩流体，当毛细管的进口压力保持不变，制冷剂的质量流量将不会随出口压力减小而无限增大，而是达到某一值后，就不受出口压力的影响而保持不变，也会出现临界流现象，也就是说，通过毛细管的流量，是随毛细管进口压力的增加而增加，而毛细管出口压力降低时流量也会增加，但出口压力降低到临界压力以下，流量就不再增加，即出现临界流现象，这也是用毛细管来控制流量的重要待征。 图1 制冷剂沿毛细管流动的状态变化过程 2 、毛细管长度对系统的影响 1 ）吸、排气压力 灌注量一定时，随毛细管长度的增加，吸气压力降低，排气压力升高。增加毛细管的长度，则通过毛细管的质量流量下降，向蒸发器供液减少，开始时压缩机质量流量不变，导致蒸发器内工质减少，蒸发压力下降，冷凝器内工...