管径计算方法课件

1、管径计算方法,第五章制冷系统管道设计,直径、连接的设计。 第一节氨系统管道设计要求 对氨系统管道的要求 耐腐蚀要求：一律采用无缝钢管。不允许用铜管、管壁镀锌。 耐压要求：氨系统工作压力不超过1.5MPa; 系统高压部分试压压力1.8MPa(表)； 低压部分试压压力1.2MPa(表)。 由管壁厚度来满足耐压性要求，表51中的规范厚度满足要求。,管径计算方法,对氨系统阀件的要求,阀件氨专用。 材质灰铸铁、可锻铸铁、铸钢。 耐压要求强度试验压力3.04.0MPa 密封性试验压力2.02.5MPa 公称压力为2.5MPa的阀即可满足要求。 氨阀不允许有铜、铜合金的零部件。 氨阀应有倒关阀座可把阀全开，

2、更换填料。 压力表用氨专用的。 量程不得小于系统工作压力的1.5倍。 高压容器：0.102.5MPa; 中、低压力容器：0.101.6MPa。 精度等级：不低于2.5级。,管径计算方法,倒关阀座,管径计算方法,二、制冷剂在管道内允许流速及允许压力降,流速要恰当。表52为推荐的允许流速。 流速过低沿程阻力损失较小，但管径较大，耗材多，造价较高；,流速过高管径小些，但沿程阻力损失较大，影响制冷效率与安全。,管径计算方法,二、制冷剂在管道内允许流速及允许压力降,要控制管道的压力降。允许压力降见表53。 允许压力降确定原则：吸汽管或回汽管允许压力降相当于饱和温度降低1； 排汽管允许压力降相当于饱和温度

3、降低05。,管径计算方法,三、对氨制冷管路设计要求,管道的坡度要求见表54。 蒸发器供液管设计要求 每个冷间的供液管：从分配站单独引出。 冷风机与排管的供液管：从分配站分别引出，不得并联于同一供液管上。 并联供液的各蒸发器，要求其当量长度基本相等。如采用中进中出、先进后出的方式。如图51a。即各支路同程。 顶、墙排管并联供液保证均匀供液的措施：采用“”形弯头。如图51b。 墙排管的供液经“”形弯头的顶端，该顶端与顶排管的上层标高一致。,管径计算方法,图51,管径计算方法,吸汽管设计要求 压缩机吸汽管宜在水平吸汽管总管水平轴线上方呈45角处连接。 重力供液系统，最好设机房氨液分离器。 排汽管设计

4、要求 排汽管上均应设止回阀。 压机排汽管应从水平排汽总管顶部呈45角接入。,管径计算方法,其他管道设计要求,氨安全管泄压管引出室外，出口高出屋檐1m，高出冷凝器平台3m以上，未端做成S形弯头。 融霜用热氨管：油分离器后接出，装截止阀和压力表，不宜穿过冷间。 各种氨管：不得有凹下管段。在地沟内的吸、排气总管的最低处应设排液（油）管，吸入管设加压管。 排液桶、集油器、空气分离器等设备的降压回汽管，不得直接与压机吸入管相连，而是接于蒸发器回汽管顶部。,管径计算方法,管径计算方法,第二节氨系统管道管径确定,一、公式计算法 依据：允许流速、允许压力降。 步骤： 计算管道内径： dn0.0188 (m)

5、(5-1) 查表51，确定用管规格。如dn在两种规格之间，则选用管径大的一种。 计算并校核管道压力损失P（沿程阻力局部阻力）。 P的计算用公式（326）。P91 若P允许压力降，符合要求。 若P允许压力降，取小值，重算dn。,管径计算方法,二、图表计算法 通过查图表来确定管径。 图表的种类 图表制作条件之一：冷凝温度为30。 表55，氨单相流吸汽管负荷量表。适用条件。 表56，氨单相流吸汽管、排汽管和液体管负荷量表。适用条件。 表57，氨两相流吸汽管负荷量表。适用条件。 图52，管长小于30m氨管管径计算图。 图53图56，氨单相流吸汽管径计算图。 图57图512，氨两相流吸汽管管径计算图。

6、图513，氨排汽管管径计算图。 图514，冷凝器到贮氨器之间氨液管管径计算图。 图515，贮氨器到分配站之间氨液管管径计算图。,第二节氨系统管道管径确定,管径计算方法,图表计算步骤 根据工况条件，确定选用的计算图表。 根据配管设计时的工况负荷量和管子当量长度，确定设计管道的规格。 根据计算得到的公称直径，在表51中，确定采用无缝钢管的规格。 例：P179例题2：已知氨制冷系统单相流吸气管负荷为300kW，蒸发温度为-40，管道当量总长度为100m，确定吸气管管径。,查表法,查图法,管径计算方法,表5-5,管径计算方法,图5-4,135mm,管径计算方法,不同工况使用条件的修正,若实际工况和所列

7、图表规定的工况不同时，需修正负荷量，然后才能到所给出的图表中进行使用。 冷凝温度变化 若冷凝温度不为30，负荷量需用表58的换算系数进行修正。 当量管长和摩阻引起的压力降相当于饱和温度差的变化 用表查管径时使用。 吸汽管（回汽管）修正公式：式（52） 排汽管和高压侧液体管的修正公式：式（53） 两相流供液倍数（液汽比）变化 吸汽管管径的修正公式： dsNd (mm) (5-4) dn4时，查图表得到的吸汽管管径。 N修正系数，见表59。 例题5。P188,管径计算方法,三、其他连接管道直径的确定方法,融霜用热氨管：Dg3250mm。 安全管：与接头同径。 安全总管： Dg25mm,也50mm。

8、 排液管:与排液桶上接头同径，Dg25mmDg32mm。 设备上的增压和降压管：Dg2032mm。 放油管：Dg2032mm； 低温放油管：不小于Dg25mm。 均压管：设备接管同径。 设备多于2台时的均压总管：比设备接管大一个档次的直径。 氨泵的进、出液管管径：见表510。 放空管：与接管同径。,管径计算方法,第三节管架设计,一、管架的作用 固定管道。 防止振动。 管架满足两个要求： 一是满足管道的强度要求防止管道因受垂直作用力造成弯曲破坏； 二是满足管道的刚度要求挠度不大于坡度。 这两个要求靠支（吊）点设置来满足。,管径计算方法,二、管道支点距离 正常间距：最大间距08 查表511 增设的

9、支（吊）点：在管件、弯头处的一侧或二侧增设加固点，且要求支（吊）点离弯头的距离不宜大于600mm,并尽可能在较长管道上增设。,管径计算方法,三、管架结构形式 制冷工程上常用半固定支架。 随墙的，见图516（a）、（b）。 吊顶的，见图516（c）、（d）。,管径计算方法,第四节管道和设备保温设计,一、概述 需要保温的部位：低温、有冷量损失的部位。 融霜热氨管也要保温。 保温层厚度确定原则：保证隔热层外表面不致结露。即外表面温度不低于当地条件下的露点温度。 例外：少数小型低温制冷装置，把损失量限制在某一范围，据此来确定保温层厚度。,管径计算方法,二、保温层厚度计算,通过保温管道和设备单位长度传热

10、量计算。 忽略管壁热阻。有：,公式计算法确定保温层厚度 先用公式（56）算出D1。 再用式（57）算出厚度。,管径计算方法,保温层外表面温度应比露点温度稍高些，保温层厚度计算结果应满足下式条件：,管径计算方法,图表计算法确定保温层厚度,查图518（a）（b）（c）和表512、表513。 用计算图确定保温层厚度的步骤： 选好保温材料，计算出 的值。 根据 D1ln,在图的纵坐标上找到相应的点，水平向右与外径图线相交，再转折向下引垂线得横座标上数值，即为保温层厚度。 验算：查到的代入式（59）中，若等式成立，则符合要求。否则，加大，重新验算。 注意，查得的要取规范值，一般保温层厚度数值个位数为0或

11、5，单位为mm。 例题8：,管径计算方法,管径计算方法,三、保温材料的选用,制冷工程常用的保温材料：玻璃棉、软木、硅酸铝、聚苯乙烯、聚氨酯等。 融霜热氨管：用能耐80120温度的绝热材料，如石棉管瓦、岩棉保温带。 在施工中应注意： 在穿墙洞和楼板时不能间断； 系统试压、抽真空合格后，防锈处理，再包保温层； 保温层外设防潮层或隔汽层。,管径计算方法,技能培养: 管道包保温层过程,管径计算方法,第五节氟利昂系统管道设计,一、氟利昂系统对管材和阀件的要求 管材：多采用紫铜管或无缝钢管。 管径20mm时，多用紫铜管易于弯曲成型，流动阻力较小，价格高。规格见表514。 管径20mm时，多用无缝钢管规格见

12、表51。 阀门：氟利昂专用，一般不设手轮，加防漏盖帽。,管径计算方法,二、氟利昂系统制冷剂在管道内允许压力降及允许流速,对系统管道允许压力降要求 回汽管：相当于饱和蒸发温度降低1，其值见表515； 排汽管和高压供液管：相当于饱和冷凝温度升高0.5，其值见表516。 对系统管道流速的要求 流速范围：见表517。 对吸汽、排汽上升立管，有最小带油速度的要求，见图519。,管径计算方法,对液管的设计要求 考虑过冷 要防止高压供液管由于升高而液柱引起的静压下降，使液管在进入热力膨胀阀之前就成为两相流体。 防止的办法：高压液体过冷。 液管每升高一米时的静压降低值及相应的饱和温降见表518。 热力膨胀阀宜

13、靠近蒸发器布置 两相流动的阻力比纯液体大得多。阻力倍数见表519。 各并联管路要保证均匀供液 一只热力膨胀阀只向一个通路供液。见图520。 一只热力膨胀阀向几个并联通路供液时，采用分液器配液。如图521，图522。 高压液管上应设置干燥过滤器 吸收水分，过滤杂质。,三、氟系统管路设计要求,管径计算方法,管径计算方法,设置上升立管和回油弯 见图523。 坡向和坡度要求 水平吸汽管应有大于或等于2的坡度，并坡向压缩机。 设置双上升立管 在负荷变化较大的系统中采用。 回汽管与蒸发器连接上的要求 回汽管与一组蒸发器连接： 压缩机与蒸发器位于同标高或蒸发器高于压缩机时，蒸发器出口的上升立管上升至蒸发器顶

14、部或略高于蒸发器，再接至压缩机。如图524。 回汽管与多组并联蒸发器连接： 见图525。 回气管垂直上升时，每隔10米左右安装一个集油弯。,对吸汽管路的设计要求,管径计算方法,图5-23,管径计算方法,图5-35,管径计算方法,图5-24,管径计算方法,图5-25,管径计算方法,对排气管路的设计要求,坡向和坡度要求 水平排气管应有12的坡度，并坡向油分离器或冷凝器。 设有油分离器时排气管的连接要求 油分离器应尽量靠近压缩机，其内的积油由回油管流回曲轴箱中。如图526。 任何上升排气立管应设在油分离器之后，以便低负荷时立管中的油和停机时管内冷凝液回到油分离器。 无油分离器时排气管的连接要求 见图

15、527、图528。 垂直上升时，每8米设置一个U形弯头。见图5-29。,管径计算方法,图5-26,管径计算方法,图5-27，图5-28,管径计算方法,图5-29,管径计算方法,四、吸汽管道管径计算,用查图法。确定内径，再定规格。 水平回汽管直径计算 R12图530；R22图531。 例题10（P208）,180,145mm,管径计算方法,回汽立管管径计算,R12图532；R22图533。 按最低负荷选择管径。若膨胀阀前的液温不为40时，则最低档负荷量修正系数（查图534）最小负荷量，再进行查图。 例题11（P212）。,27.3kW,68,管径计算方法,双上升吸汽立管的设计,当制冷系统的全负荷和最低负荷相差较大时，需采用双上升吸汽立管。如图535。 双上升立管的工作原理： 最小负荷起动两立管皆通存油弯积油立管B断，A通A管带油，B断。 全负荷时立管上下部压差增大推动存油弯的润滑油A通，B带油。 双上升立管的管径确定方法： 按最低负荷确定立管A的管径dA。 按全负荷的最小带油速度选择某一管径d。 dB 取规范的dB。,管径计算方法,五、其他管道管径的计算,排汽管与供液管道管径计算 R12图536；R22图537。 上升排汽立管也要考虑最小带油速度，见图519。 冷