管徑計(jì)算方法

第五章制冷系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)直徑、連接的設(shè)計(jì)。第一節(jié)氨系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)要求㈠對(duì)氨系統(tǒng)管道的要求◆耐腐蝕要求：一律采用無(wú)縫鋼管。不允許用銅管、管壁鍍鋅。◆耐壓要求：氨系統(tǒng)工作壓力不超過(guò)－－1.5MPa;系統(tǒng)高壓局部試壓壓力－－1.8MPa(表)；低壓局部試壓壓力－－1.2MPa(表)。由管壁厚度來(lái)滿(mǎn)足耐壓性要求，表5－1中的標(biāo)準(zhǔn)厚度滿(mǎn)足要求。整理課件㈡對(duì)氨系統(tǒng)閥件的要求閥件－－氨專(zhuān)用。⒈材質(zhì)－－灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、鑄鋼。耐壓要求－－強(qiáng)度試驗(yàn)壓力3.0～4.0MPa密封性試驗(yàn)壓力2.0～2.5MPa公稱(chēng)壓力為2.5MPa的閥即可滿(mǎn)足要求。⒉氨閥不允許有銅、銅合金的零部件。⒊氨閥應(yīng)有倒關(guān)閥座－－可把閥全開(kāi)，更換填料。⒋壓力表用氨專(zhuān)用的?！窳砍滩坏眯∮谙到y(tǒng)工作壓力的1.5倍。高壓容器：－0.1～0～2.5MPa;中、低壓力容器：－0.1～0～1.6MPa。●精度等級(jí)：不低于2.5級(jí)。整理課件倒關(guān)閥座整理課件二、制冷劑在管道內(nèi)允許流速及允許壓力降●流速要恰當(dāng)。表5－2為推薦的允許流速。流速過(guò)低→沿程阻力損失較小，但管徑較大，耗材多，造價(jià)較高；●流速過(guò)高→管徑小些，但沿程阻力損失較大，影響制冷效率與平安。整理課件二、制冷劑在管道內(nèi)允許流速及允許壓力降●要控制管道的壓力降。允許壓力降見(jiàn)表5－3。允許壓力降確定原那么：吸汽管或回汽管允許壓力降相當(dāng)于飽和溫度降低1℃；排汽管允許壓力降相當(dāng)于飽和溫度降低0．5℃。整理課件三、對(duì)氨制冷管路設(shè)計(jì)要求㈠管道的坡度要求－－見(jiàn)表5－4。㈡蒸發(fā)器供液管設(shè)計(jì)要求⒈每個(gè)冷間的供液管：從分配站單獨(dú)引出。⒉冷風(fēng)機(jī)與排管的供液管：從分配站分別引出，不得并聯(lián)于同一供液管上。⒊并聯(lián)供液的各蒸發(fā)器，要求其當(dāng)量長(zhǎng)度根本相等。如采用中進(jìn)中出、先進(jìn)后出的方式。如圖5－1a。即各支路同程。⒋頂、墻排管并聯(lián)供液保證均勻供液的措施：采用“∩〞形彎頭。如圖5－1b。墻排管的供液經(jīng)“∩〞形彎頭的頂端，該頂端與頂排管的上層標(biāo)高一致。整理課件圖5－1整理課件㈢吸汽管設(shè)計(jì)要求⒈壓縮機(jī)吸汽管宜在水平吸汽管總管水平軸線上方呈45°角處連接。⒉重力供液系統(tǒng)，最好設(shè)機(jī)房氨液別離器。㈣排汽管設(shè)計(jì)要求⒈排汽管上均應(yīng)設(shè)止回閥。⒉壓機(jī)排汽管應(yīng)從水平排汽總管頂部呈45°角接入。整理課件㈤其他管道設(shè)計(jì)要求⒈氨平安管泄壓管引出室外，出口高出屋檐1m，高出冷凝器平臺(tái)3m以上，未端做成S形彎頭。⒉融霜用熱氨管：油別離器后接出，裝截止閥和壓力表，不宜穿過(guò)冷間。⒊各種氨管：不得有凹下管段。在地溝內(nèi)的吸、排氣總管的最低處應(yīng)設(shè)排液〔油〕管，吸入管設(shè)加壓管。⒋排液桶、集油器、空氣別離器等設(shè)備的降壓回汽管，不得直接與壓機(jī)吸入管相連，而是接于蒸發(fā)器回汽管頂部。整理課件整理課件第二節(jié)氨系統(tǒng)管道管徑確定一、公式計(jì)算法依據(jù)：允許流速、允許壓力降。步驟：⒈計(jì)算管道內(nèi)徑：dn＝0.0188(m)(5-1)⒉查表5—1，確定用管規(guī)格。如dn在兩種規(guī)格之間，那么選用管徑大的一種。⒊計(jì)算并校核管道壓力損失ΣΔP〔沿程阻力＋局部阻力〕。ΣΔP的計(jì)算用公式〔3－26〕。P91假設(shè)ΣΔP＜允許壓力降，符合要求。假設(shè)ΣΔP＞允許壓力降，ω取小值，重算dn。整理課件二、圖表計(jì)算法通過(guò)查圖表來(lái)確定管徑。㈠圖表的種類(lèi)圖表制作條件之一：冷凝溫度為30℃。⒈表5－5，氨單相流吸汽管負(fù)荷量表。適用條件……。⒉表5－6，氨單相流吸汽管、排汽管和液體管負(fù)荷量表。適用條件……。⒊表5－7，氨兩相流吸汽管負(fù)荷量表。適用條件……。⒋圖5－2，管長(zhǎng)小于30m氨管管徑計(jì)算圖。⒌圖5－3～圖5～6，氨單相流吸汽管徑計(jì)算圖。⒍圖5－7～圖5－12，氨兩相流吸汽管管徑計(jì)算圖。⒎圖5－13，氨排汽管管徑計(jì)算圖。⒏圖5－14，冷凝器到貯氨器之間氨液管管徑計(jì)算圖。⒐圖5－15，貯氨器到分配站之間氨液管管徑計(jì)算圖。第二節(jié)氨系統(tǒng)管道管徑確定整理課件㈡圖表計(jì)算步驟⒈根據(jù)工況條件，確定選用的計(jì)算圖表。⒉根據(jù)配管設(shè)計(jì)時(shí)的工況負(fù)荷量和管子當(dāng)量長(zhǎng)度，確定設(shè)計(jì)管道的規(guī)格。⒊根據(jù)計(jì)算得到的公稱(chēng)直徑，在表5－1中，確定采用無(wú)縫鋼管的規(guī)格。例：P179例題2：氨制冷系統(tǒng)單相流吸氣管負(fù)荷為300kW，蒸發(fā)溫度為-40℃，管道當(dāng)量總長(zhǎng)度為100m，確定吸氣管管徑。查表法查圖法整理課件表5-5整理課件圖5-4135mm整理課件㈢不同工況使用條件的修正假設(shè)實(shí)際工況和所列圖表規(guī)定的工況不同時(shí)，需修正負(fù)荷量，然后才能到所給出的圖表中進(jìn)行使用。⒈冷凝溫度變化假設(shè)冷凝溫度不為30℃，負(fù)荷量需用表5－8的換算系數(shù)進(jìn)行修正。⒉當(dāng)量管長(zhǎng)和摩阻引起的壓力降相當(dāng)于飽和溫度差的變化用表查管徑時(shí)使用。吸汽管〔回汽管〕修正公式：式〔5－2〕排汽管和高壓側(cè)液體管的修正公式：式〔5－3〕⒊兩相流供液倍數(shù)〔液汽比〕變化吸汽管管徑的修正公式：ds＝N·d(mm)(5-4)d—n＝4時(shí)，查圖表得到的吸汽管管徑。N—修正系數(shù)，見(jiàn)表5—9。例題5。P188整理課件整理課件三、其他連接管道直徑確實(shí)定方法⒈融霜用熱氨管：Dg32～50mm。⒉平安管：與接頭同徑。平安總管：≮Dg25mm,也≯50mm。⒊排液管:與排液桶上接頭同徑，Dg25mm～Dg32mm。⒋設(shè)備上的增壓和降壓管：Dg20～32mm。⒌放油管：Dg20～32mm；低溫放油管：不小于Dg25mm。⒍均壓管：設(shè)備接管同徑。設(shè)備多于2臺(tái)時(shí)的均壓總管：比設(shè)備接管大一個(gè)檔次的直徑。⒎氨泵的進(jìn)、出液管管徑：見(jiàn)表5－10。⒏放空管：與接管同徑。整理課件第三節(jié)管架設(shè)計(jì)一、管架的作用⒈固定管道。⒉防止振動(dòng)。◆管架滿(mǎn)足兩個(gè)要求：一是滿(mǎn)足管道的強(qiáng)度要求—防止管道因受垂直作用力造成彎曲破壞；二是滿(mǎn)足管道的剛度要求—撓度不大于坡度。這兩個(gè)要求靠支〔吊〕點(diǎn)設(shè)置來(lái)滿(mǎn)足。整理課件二、管道支點(diǎn)距離■正常間距：＝最大間距×0．8↓查表5－11■增設(shè)的支〔吊〕點(diǎn)：在管件、彎頭處的一側(cè)或二側(cè)增設(shè)加固點(diǎn)，且要求支〔吊〕點(diǎn)離彎頭的距離不宜大于600mm,并盡可能在較長(zhǎng)管道上增設(shè)。整理課件三、管架結(jié)構(gòu)形式制冷工程上常用半固定支架?！螂S墻的，見(jiàn)圖5－16〔a〕、〔b〕。◎吊頂?shù)?，?jiàn)圖5－16〔c〕、〔d〕。對(duì)低溫管道，要加設(shè)墊木。整理課件第四節(jié)管道和設(shè)備保溫設(shè)計(jì)一、概述●需要保溫的部位：低溫、有冷量損失的部位。融霜熱氨管也要保溫?！癖貙雍穸却_定原那么：保證隔熱層外外表不致結(jié)露。即外外表溫度不低于當(dāng)?shù)貤l件下的露點(diǎn)溫度。例外：少數(shù)小型低溫制冷裝置，把損失量限制在某一范圍，據(jù)此來(lái)確定保溫層厚度。整理課件二、保溫層厚度計(jì)算⒈通過(guò)保溫管道和設(shè)備單位長(zhǎng)度傳熱量計(jì)算。忽略管壁熱阻。有：⒉公式計(jì)算法確定保溫層厚度先用公式〔5－6〕算出D1。再用式〔5－7〕算出厚度δ。整理課件保溫層外外表溫度應(yīng)比露點(diǎn)溫度稍高些，保溫層厚度計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)足下式條件：整理課件⒊圖表計(jì)算法確定保溫層厚度查圖5－18〔a〕〔b〕〔c〕和表5－12、表5－13。用計(jì)算圖確定保溫層厚度的步驟：⑴選好保溫材料，計(jì)算出的值。⑵根據(jù)≤D1ln,在圖的縱坐標(biāo)上找到相應(yīng)的點(diǎn)，水平向右與外徑圖線相交，再轉(zhuǎn)折向下引垂線得橫座標(biāo)上數(shù)值，即為保溫層厚度。⑶驗(yàn)算：查到的δ代入式〔5－9〕中，假設(shè)等式成立，那么符合要求。否那么，加大δ，重新驗(yàn)算。注意，查得的δ要取標(biāo)準(zhǔn)值，一般保溫層厚度數(shù)值個(gè)位數(shù)為0或5，單位為mm。例題8：整理課件整理課件三、保溫材料的選用■制冷工程常用的保溫材料：玻璃棉、軟木、硅酸鋁、聚苯乙烯、聚氨酯等。■融霜熱氨管：用能耐80～120℃溫度的絕熱材料，如石棉管瓦、巖棉保溫帶。■在施工中應(yīng)注意：①在穿墻洞和樓板時(shí)不能間斷；②系統(tǒng)試壓、抽真空合格后，防銹處理，再包保溫層；③保溫層外設(shè)防潮層或隔汽層。整理課件技能培養(yǎng):管道包保溫層過(guò)程整理課件第五節(jié)氟利昂系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)一、氟利昂系統(tǒng)對(duì)管材和閥件的要求⒈管材：多采用紫銅管或無(wú)縫鋼管。管徑＜20mm時(shí)，多用紫銅管－－易于彎曲成型，流動(dòng)阻力較小，價(jià)格高。規(guī)格見(jiàn)表5－14。管徑＞20mm時(shí)，多用無(wú)縫鋼管－－規(guī)格見(jiàn)表5－1。⒉閥門(mén)：氟利昂專(zhuān)用，一般不設(shè)手輪，加防漏蓋帽。整理課件二、氟利昂系統(tǒng)制冷劑在管道內(nèi)允許壓力降及允許流速㈠對(duì)系統(tǒng)管道允許壓力降要求回汽管：相當(dāng)于飽和蒸發(fā)溫度降低1℃，其值見(jiàn)表5－15；排汽管和高壓供液管：相當(dāng)于飽和冷凝溫度升高0.5℃，其值見(jiàn)表5－16。㈡對(duì)系統(tǒng)管道流速的要求流速范圍：見(jiàn)表5－17。對(duì)吸汽、排汽上升立管，有最小帶油速度的要求，見(jiàn)圖5－19。整理課件㈠對(duì)液管的設(shè)計(jì)要求⒈考慮過(guò)冷要防止高壓供液管由于升高而液柱引起的靜壓下降，使液管在進(jìn)入熱力膨脹閥之前就成為兩相流體。防止的方法：高壓液體過(guò)冷。液管每升高一米時(shí)的靜壓降低值及相應(yīng)的飽和溫降見(jiàn)表5－18。⒉熱力膨脹閥宜靠近蒸發(fā)器布置兩相流動(dòng)的阻力比純液體大得多。阻力倍數(shù)見(jiàn)表5－19。⒊各并聯(lián)管路要保證均勻供液◆一只熱力膨脹閥只向一個(gè)通路供液。見(jiàn)圖5－20?！粢恢粺崃ε蛎涢y向幾個(gè)并聯(lián)通路供液時(shí)，采用分液器配液。如圖5－21，圖5－22。⒋高壓液管上應(yīng)設(shè)置枯燥過(guò)濾器吸收水分，過(guò)濾雜質(zhì)。三、氟系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)要求整理課件整理課件⒈設(shè)置上升立管和回油彎見(jiàn)圖5－23。⒉坡向和坡度要求水平吸汽管應(yīng)有大于或等于2％的坡度，并坡向壓縮機(jī)。⒊設(shè)置雙上升立管在負(fù)荷變化較大的系統(tǒng)中采用。⒋回汽管與蒸發(fā)器連接上的要求●回汽管與一組蒸發(fā)器連接：壓縮機(jī)與蒸發(fā)器位于同標(biāo)高或蒸發(fā)器高于壓縮機(jī)時(shí)，蒸發(fā)器出口的上升立管上升至蒸發(fā)器頂部或略高于蒸發(fā)器，再接至壓縮機(jī)。如圖5－24?！窕仄芘c多組并聯(lián)蒸發(fā)器連接：見(jiàn)圖5－25?；貧夤艽怪鄙仙龝r(shí)，每隔10米左右安裝一個(gè)集油彎。㈡對(duì)吸汽管路的設(shè)計(jì)要求整理課件圖5-23整理課件圖5-35整理課件圖5-24整理課件圖5-25整理課件㈢對(duì)排氣管路的設(shè)計(jì)要求⒈坡向和坡度要求水平排氣管應(yīng)有1％～2％的坡度，并坡向油別離器或冷凝器。⒉設(shè)有油別離器時(shí)排氣管的連接要求油別離器應(yīng)盡量靠近壓縮機(jī)，其內(nèi)的積油由回油管流回曲軸箱中。如圖5－26。任何上升排氣立管應(yīng)設(shè)在油別離器之后，以便低負(fù)荷時(shí)立管中的油和停機(jī)時(shí)管內(nèi)冷凝液回到油別離器。⒊無(wú)油別離器時(shí)排氣管的連接要求見(jiàn)圖5－27、圖5－28。垂直上升時(shí)，每8米設(shè)置一個(gè)U形彎頭。見(jiàn)圖5-29。整理課件圖5-26整理課件圖5-27，圖5-28整理課件圖5-29整理課件四、吸汽管道管徑計(jì)算用查圖法。確定內(nèi)徑，再定規(guī)格。㈠水平回汽管直徑計(jì)算R12－圖5－30；R22－圖5－31。例題10〔P208〕180145mm整理課件㈡回汽立管管徑計(jì)算R12－圖5－32；R22－圖5－33。按最低負(fù)荷選擇管徑。假設(shè)膨脹閥前的液溫不為40℃時(shí)，那么最低檔負(fù)荷量÷修正系數(shù)〔查圖5－34〕＝最小負(fù)荷量，再進(jìn)行查圖。例題11〔P212〕。最低負(fù)荷回汽管內(nèi)徑27.3kW68整理課件㈢雙上升吸汽立管的設(shè)計(jì)當(dāng)制冷系統(tǒng)的全負(fù)荷和最低負(fù)荷相差較大時(shí)，需采用雙上升吸汽立管。如圖5－35?！耠p上升立管的工作原理：最小負(fù)荷起動(dòng)→兩立管皆通→存油彎積油→立管B斷，A通→A管帶油，B斷。全負(fù)荷時(shí)→立管上下部壓差增大→推動(dòng)存油彎的潤(rùn)滑油→A通，B帶油?！耠p上升立管的管徑確定方法：⒈按最低負(fù)荷確定立管A的管徑dA。⒉按全負(fù)荷的最小帶油速度選擇某一管徑d。⒊dB＝⒋取標(biāo)準(zhǔn)的dB。整理課件五、其他管道管徑的計(jì)算㈠排汽管與供液管道管徑計(jì)算R12－圖5－36；R22－圖5－37。上升排汽立管也要考慮最小帶油速度，見(jiàn)圖5－19。㈡冷凝