حاسبة الأنبوب الشعري للتبريد

الأنبوب الشعري هو جهاز التمدد الثابت في عدد لا يحصى من الثلاجات المنزلية والمجمدات ومكيفات الهواء الصغيرة والمضخات الحرارية. بعد اختيار الضاغط والمبادلين، ما يزال على من يُعدّ الأبعاد أن يثبت قطرًا داخليًا وطول قطع يقيسان تدفق الكتلة الصحيح لوسيط التبريد بين مكثّف الجانب العالي ومبخّر الجانب المنخفض. تقدّر حاسبة الأنبوب الشعري ذلك الطول من ثلاث مدخلات: القطر الداخلي بالمليمترات، ونوع ASHRAE للوسيط، وتدفق الكتلة التصميمي بالكيلوغرامات في الساعة. يطبّق المحرك نموذج تقييد مكافئ لدارسي ثنائي الطور عند نقطة تشغيل 45 °C في الجانب العالي و−10 °C في الجانب المنخفض، مع ضغوط تشبع مجدولة وكثافات سائل وبخار لكل مائع متعرَّف عليه.

وظيفة الأنبوب الشعري وكيفية تقدير الطول

الأنبوب الشعري للتبريد مقيِّد طويل من النحاس أو الألومنيوم ضيق التجويف يحل محل صمام تمدد ثرموستاتي في المنظومات ثابتة الفوهة الحساسة للتكلفة. يدخل السائل من المكثّف إلى التجويف، ويتوهج مع هبوط الضغط السكوني، ويخرج مزيجًا ثنائي الطور يستطيع المبخّر غليه. يجب أن يخفض الأنبوب ضغط الجانب العالي إلى ضغط التبخير عند تدفق الكتلة المقصود: إن قصر غمر المبخّر بسحب رطب، وإن طال جاع المبخّر وانهارت السعة.

تُكامل النماذج الثنائية الموزَّعة الاحتكاك والزخم وجودة التوهج على طول التجويف، وتطوي مخططات اختيار ASHRAE تلك التكاملات في أسر منحنيات لكل مائع. تستخدم هذه الحاسبة مكافئ دارسي مغلق الشكل وتصرّح بأنها تقدير قطع أول لا مسعر حراري. الطول L هو جداء فرق الضغط من العالي إلى المنخفض ΔP، وكثافة ثنائية مكافئة ρ_eq، ومربع π، والقطر الداخلي إلى القوة الخامسة، مقسومًا على ثمانية أمثال عامل احتكاك دارسي مكافئ ومربع تدفق الكتلة.

الكثافة المكافئة هي الكثافة المتجانسة عند جودة متوسطة 0.6، مبنية من كثافتي سائل الوسيط وبخاره. يأتي ضغطا الجانب العالي والمنخفض من التشبع عند 45 °C و−10 °C، باستثناء ثاني أكسيد الكربون R744 الذي يستخدم ضغط مبرّد غاز 90 bar لأن 45 °C فوق النقطة الحرجة. أُسّا القطر إلى الخامسة وتدفق الكتلة تربيعًا هما ذاتهما في جريان دارسي–وايزباخ أحادي الطور، فخطأ قدره 10 % في القطر يحرّك الطول المتوقع نحو 60 %.

النتيجة طول بالأمتار يمكن قطعه وتجربته، لا بديل عن تقييم مختبري أو مخطط شعري للصنع عندما تُعرف دورة الزيت والتبادل مع خط السحب ودون التبريد المقاس.

أين تُستخدم تقديرات الطول وما الذي تغفله

يستخدم مهندسو الأجهزة تقدير طول أنبوب شعري عندما يكون الضاغط المحكم والمكثّف والمبخّر قد اختيرت ويلزم قطع أول قبل توافر حلقة مسعر. ثلاجة منزلية على R600a أو R134a بتجويف 0.7 mm وتدفق كتلة قرب 1 kg/h تسقط عادة في نطاق 2 إلى 4 m الذي ينتجه هذا النموذج؛ ومكيف منفصل على R410A أو R32 بتجويف أكبر وتدفق أعلى ينتج طولًا مختلفًا لأن ذينك المائعين يحملان فرق ضغط من العالي إلى المنخفض أكبر بكثير.

تطلب مختبرات التدريس شرح سبب سيطرة القطر إلى الخامسة على النتيجة ولماذا يجب أن يفشل وسيط غير متعرَّف عليه بدل افتراض خصائص R22 في صمت. يستطيع فنيو الميدان الذين يستبدلون شعريًا تالفًا استعادة طول انطلاق من وسيط لوحة الاسم وتدفق كتلة يُقدَّر من السعة الاسمية مقسومة على رفع إنتالبي تقريبي، ثم القص على التحميص. لا يشمل النموذج الزيت ولا التبادل غير الكاظم مع خط السحب ولا دون تبريد المدخل مدخلًا حرًا ولا تفاصيل التوهج المختنق من مخططات Bittle–Wolf–Pate عديمة الأبعاد؛ ذلك مجال محاكاة شعرية كاملة متى وُجدت تلك البيانات.