1. Základné vlastnosti ovplyvňujúce charakteristiky toku
A. Hustota a špecifický objem
Tekuté chladivo:
Vysoká hustota (zvyčajne 800-1300 kg/m³)
Nízky objem
Minimálna zmena s zmenou tlaku
Významný vplyv na požiadavky na energiu čerpadla
Plynné chladivo:
Nízka hustota (zvyčajne 20-80 kg/m³)
Vysoký objem
Závislosť silného tlaku a teploty
Hlavný faktor pri veľkosti kompresora
B. Viskozita a odolnosť proti prietoku
Tekuté chladivo:
Dynamická viskozita: 0,1-0,4 MPa · s
Primárne teplota - závislá
Nižší odpor prietoku v porovnaní s plynom
Laminárny prietok bežný v malých skúmavkách
Plynné chladivo:
Dynamická viskozita: 0,01-0.02 MPa · s
Závislá od teploty a tlaku
Vyšší odpor toku v dôsledku rýchlosti
Turbulentný tok prevládajúci vo väčšine aplikácií
2. Správanie toku v rôznych komponentoch systému
A. Výparky (dva - fázový tok)
Vzory toku:
Stratifikovaný tok:Kvapalina na dne, pary na vrchu
Prsný tok:Tekutý film na stene, jadro pary
Slimák:Striedavé kvapaliny a slimáky
Tok hmly:Kvapalné kvapôčky v prúde pár
Dôsledky prenosu tepla:
Prsný prietok poskytuje najlepší prenos tepla
Stratifikovaný prietok znižuje účinnosť prenosu tepla
Prechody toku ovplyvňujú stabilitu systému
B. Kondenzátory (dva - fázový tok)
Mechanizmy kondenzácie:
Filmwise kondenzácia:Tekutý film na povrchoch
Kvapkavá kondenzácia:Vyššia účinnosť, ale zriedkavá
Prechody režimu toku:Dĺžka kondenzátora
Úvahy o návrhu:
Gravitácia - poháňaný tok vo vertikálnych častiach
Riadenie tlaku
Odvodňovacia a kvapalná
C. Kvapalné a sacie čiary
Kvapalinové čiary:
Single - fázový prietok kvapaliny
Minimálne obavy o pokles tlaku
Prevencia flash plynu kritická
Údržba podložie Dôležitá
Sacie čiary:
Single - Fázový tok pary
Výrazný náraz tlaku
Úvahy o návrate ropy
Údržba
3. Úvahy o poklese tlaku
A. pokles tlaku kvapaliny
Primárne faktory:
Priemer a dĺžka potrubia
Rýchlosť prietoku (zvyčajne 1-2 m/s)
Strata
Zmeny nadmorskej výšky
Výpočtové metódy:
Darcy - Weisbachova rovnica
Hazen - Williams Metóda
Údaje výrobcu pre komponenty
Praktické dôsledky:
Ovplyvňuje prevádzku expanzného ventilu
Vplyv požiadaviek na podklad
Ovplyvňuje kapacitu systému
B. pokles tlaku v pary
Kritické faktory:
Účinky vyššej rýchlosti (zvyčajne 5-15 m/s)
Zmeny hustoty
Efekty stlačiteľnosti
Dopad na strhávanie ropy
Výzvy s výpočtom:
Variabilná hustota pozdĺž prietokovej cesty
Úvahy o faktoroch stlačiteľnosti
Dva - fázový tok v niektorých prípadoch
Dopady systému:
Znížená kapacita kompresora
Zvýšená spotreba energie
Potenciálne problémy s návratnosťou oleja
4. Úvahy o rýchlosti a odporúčania
A. Minimálne odporúčané rýchlosti
Kvapalinové čiary:
Minimálne: 0,5 m/s (strhávanie oleja)
Maximálne: 2,5 m/s (pokles tlaku)
Optimálne: 1,0-1,5 m/s
Sacie čiary:
Minimálne: 3,5 m/s (návrat oleja)
Maximálne: 15 m/s (hluk, erózia)
Optimálne: 6-10 m/s
Vypúšťacie vedenia:
Minimálne: 7,5 m/s (prepravy ropy)
Maximálne: 20 m/s (vibrácie)
Optimálne: 10-15 m/s
B. Rýchlosť - súvisiace problémy
Príliš nízka rýchlosť:
Akumulácia oleja v sacích vedeniach
Zlý prenos tepla v výparoch
Riziko kvapaliny
Príliš vysoká rýchlosť:
Nadmerný pokles tlaku
Problémy s eróziou a hlukom
Problémy
5. Dva - Výzvy a riešenia fázového toku
A. Problémy s nestabilitou toku
Bežné problémy:
Oscilácia prietoku v výparoch
Výkyvy tlaku
Teplotné variácie
Lov systému
Stratégie zmierňovania:
Správny dizajn obvodu
Zariadenia na reguláciu toku
Optimalizácia systémového náboja
Ladenie riadenia systému
B. Riadenie návratnosti oleja
Výzvy:
Oddelenie oleja v dvoch - fázovom toku
Akumulácia v nízkych - oblastiach rýchlosti
Znížená účinnosť prenosu tepla
Riešenia:
Údržba minimálnej rýchlosti
Správne dimenzovanie a smerovanie potrubia
Odlučovače oleja a pasce
Pravidelná údržba systému
6. Praktické pokyny pre dizajn
A. Odporúčania pre veľkosť potrubia
Kvapalinové čiary:
Veľkosť pre 1-2 stupňový ekvivalentný pokles
Zvážte budúce požiadavky na kapacitu
Účtovať zmeny vyvýšenia
Sacie čiary:
Veľkosť pre pokles teploty nasýtenia 1-2 stupňa
Zaistite primeranú rýchlosť návratnosti oleja
Minimalizovať pokles tlaku
Vypúšťacie vedenia:
Veľkosť pre 1-2 stupňový ekvivalentný pokles
Zvážte požiadavky na prepravu ropy
Umožnite tepelnú expanziu
B. Úvahy o výbere komponentov
Rozširujúce zariadenia:
Požiadavky na tlak
Rozsah kapacity
Úvahy o stabilite
Kompresory:
Požiadavky na prehriatie sacieho plynu
Maximálne obmedzenia poklesu tlaku
Potreby návratnosti oleja
Výmenníky tepla:
Požiadavky na rozdelenie toku
Obmedzenia poklesu tlaku
Obmedzenia rýchlosti
7. Techniky merania a monitorovania
A. Metódy merania toku
Prietok kvapaliny:
Coriolis Mass Flow Meters
Ultrazvukové prietokové metre
Pozitívne merače
Prietok plynu:
Podradné dosky
Vortexové vylučovacie metre
Merače tepelnej hmotnosti
Dva - fázový tok:
Odlučovač
Denzitometria gama
Techniky rozpoznávania vzorov
B. Monitorovanie výkonu
Kľúčové parametre:
Pokles tlaku cez komponenty
Teplotné profily
Vizualizácia toku, ak je to možné
Ukazovatele výkonnosti systému
Diagnostické techniky:
Analýza trendov
Porovnávacia výkonnosť
Rozpoznávanie vzoru
Prediktívna údržba
8. Rozvíjajúce sa technológie a budúce trendy
A. Pokročilé riadenie toku
Inteligentné ventily:
Elektronické expanzné ventily
Algoritmy adaptívneho riadenia
Real - Optimalizácia času
Meranie toku:
Non - rušivé senzory
Digitálna integrácia
Ai - predpoveď toku
B. Optimalizácia systému
Technológia mikrokanálov:
Vylepšené rozdelenie toku
Zvýšený prenos tepla
Znížený poplatok za chladivo
Pokročilé chladivá:
Nové charakteristiky toku
Rôzne profily poklesu tlaku
Modifikované požiadavky na návrh systému
Záver
Pochopenie a správne riadenie charakteristík toku tekutých a plynných chladivov je nevyhnutné na navrhovanie efektívnych, spoľahlivých a nákladov - efektívnych chladiacich systémov. Odlišné správanie chladiva v rôznych fázach výrazne ovplyvňuje výkon systému, výber komponentov a prevádzkové stratégie.
Zvažovaním jedinečných vlastností a požiadaviek na tok každej fázy chladiva môžu návrhári systému optimalizovať výkon, znížiť spotrebu energie a minimalizovať prevádzkové problémy. Prebiehajúci pokrok v technológii merania, riadiacich systémov a dizajnu komponentov naďalej zlepšuje našu schopnosť efektívne riadiť charakteristiky toku chladiva.
