現(xiàn)行按新表冷器實測數(shù)據(jù)決定表冷器水阻力經(jīng)驗公式的方法不能反映實際運行的舊表冷器水阻力,建議測定舊表冷器的水阻力,從而提出舊表冷器水阻力的估算公式。
表面冷卻器的水阻力,對于選擇調(diào)節(jié)閥和決定循環(huán)水泵揚程是一個重要的因素。選擇調(diào)節(jié)閥時要決定閥權(quán)度,即決定閥門阻力與系統(tǒng)總阻力的比值。如果表冷器的實際阻力與原來計算的不符,則實際的閥權(quán)度偏離計算的閥權(quán)度,對自動控制系統(tǒng)有一定影響,偏離嚴重時可能導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。
表冷器的水阻力包括:肋管的沿程阻力、肋管間的彎頭阻力和出入口的阻力。目前我國通用的表冷器水阻力計算公式的形式是:
ΔP = BωS·N (1)
式中:ΔP ———表冷器水阻力;
ω———肋管內(nèi)水速;
B , S ———由試驗得到的系數(shù)和指數(shù);
N ———表冷器的水程數(shù)。
這個公式忽略肋管長度的影響,認為不同長度肋管的水阻力差別很小,在總阻力中可以忽略。這個問題可以用Φ·A·舍維列夫公式檢查。計算新鋼管沿程阻力的公式為:
ΔPa =0. 015 9ιd1. 226 (1 +0. 684ω ) 0. 226·ω22 g (3)
舊鋼管的沿程阻力,當(dāng)ω< 1. 2 m/ s 時,即:
ΔPa =0. 000 912ω2dj1. 3 (1 +0. 867ω ) 0. 3ι (4)
當(dāng)ω≥1. 2 m/ s 時,
ΔPa =0. 001 07ω2dj1. 3 ι (4)
式中:ΔPa ———沿程阻力,mH2O ;
d ———肋管內(nèi)徑,m;
dj ———肋管計算內(nèi)徑,m;
ω———肋管內(nèi)水速,m/ s ;
ι———肋管有效長度,m;
g ———重力加速度,m/ s2 。
為了便于計算,要對以上公式進行簡化。以g = 9. 8 m/ s2 代入(2) 式,并將肋管內(nèi)徑單位換為mm ,當(dāng)ω= 1 m/ s 時,得
ΔPa = 4. 35ιd1. 226 (5)
假定(2) 式可以簡化為:
ΔPa = 4. 35ιωSd1. 226 (6)
通常表冷器肋管計算水速為0. 6 m/ s < ω< 1. 8 m/ s。設(shè)(6)式在ω1 = 0. 8 m/ s 與ω2 = 1. 4 m/ s 時與(2) 式結(jié)果相同,可以分別解得S1 = 1. 902 與S2 = 1. 917。近似地取S = 1. 9 ,得:
ΔPa = 4. 35ιω1. 9d1. 226 (7)
即為計算新表冷器肋管沿程阻力的公式。同樣, (3) 式中的dj 單位換為mm ,使ω= 0. 8 m/ s 與ω =1 m/ s 逼近,可得ω< 1. 2 m/ s 時的舊表冷器肋管沿程阻力計算公式:
ΔPa = 8. 73ιω1. 85dj1. 3 (8)
(4) 式中的dj 的單位換為mm 得ω≥1. 2 m/ s 時的舊表冷器肋管沿程阻力計算公式:
ΔPa = 8. 50ιω2dj1. 3 (9)
現(xiàn)在試用(7) 式, (8) 式, (9) 式來檢查新舊表冷器不同肋管長度的沿程阻力。以GL 型表冷器為便,鋼肋管內(nèi)徑d = 14 mm ,設(shè)管內(nèi)水速ω= 1 m/ s ,試比較肋管有效長度分別為0. 6 m ,1. 2 m和3 m 的新、舊管沿程阻力。由(7) 式, (8) 式, (9) 式得:
新管長0. 6 m ,ΔPa1 = 0. 103 mH2O ,
長1. 2 m ,ΔPa2 = 0. 205 mH2O ,
長3 m ,ΔPa3 = 0. 513 mH2O ,
舊管長0. 6 m ,ΔP′a1 = 0. 187 mH2O ,
長1. 2 m ,ΔP′a2 = 0. 373 mH2O ,
長3 m ,ΔP′a3 = 0. 933 mH2O。
這里舊管的沿程阻力比新管大82 %。由于新管的沿程阻力較小,在肋管長度變化不大時,阻力變化很小,可以忽略。當(dāng)新管長度變化較大時,或者對于舊管,情況就不是這樣,必須考慮不同長度的影響。如上例中,舊管3 m 長和1. 2 m 長的沿程阻力差為ΔP′a3 - ΔP′a2 = 0. 56 mH2O ,不能忽略。目前GL 型單水程表冷器的總水阻力(包括沿程阻力) 計算公式,根據(jù)參考文獻[ 2 ] ,是ΔP = 1. 1ω1. 854 ,可算得上例總水阻力ΔP = 1. 1 mH2O。但是舊管不同長度的沿程阻力之差有的達到0. 746 mH2O ,這就說明ΔP =1. 1ω1. 854這個公式不考慮不同管長的影響是有問題的。
日本《空氣調(diào)和·衛(wèi)生工學(xué)便覺》中計算表冷器水阻力就考慮了肋管的不同長度。國內(nèi)目前一般認為舊表冷器的水阻力是新表冷器的1. 2 倍,這個數(shù)字根據(jù)不足。上例中的沿程阻力,舊管是新管的1. 8 倍。因此,應(yīng)該由舊表冷器的水阻力計算公式,獲得了新舊表冷器水
阻力的關(guān)系,這樣才能反映實際運行時的阻力?,F(xiàn)提出一個包括三部分水阻力的鋼制舊表冷器水阻力估算公式:
ΔP ≤[8. 73 Nι( d - 1) 1. 3 + 0. 204 ( N - 1) + 1. 15 ]ωS (10)
式中: N ———表冷器水程數(shù),其余符號同前;
d ———以mm 為單位;
ι———以m 為單位。當(dāng)ω < 1. 2 m/ s 時, S = 1. 85 ,ω ≥1. 2 m/ s 時, S = 2 。
這個公式的第一部分沿程阻力是把Φ·A·舍維列夫公式按表冷器使用情況0. 6 m/ s <ω< 1. 8 m/ s 簡化而得;第二部分彎頭阻力按舊管急彎雙彎頭,考慮表冷器肋管彎頭是兩頭焊接,取局部阻力系數(shù)ζ= 4 ;第三部分出入口阻力,是根據(jù)個別表冷器實測阻力,減掉沿程阻力后估算出入口阻力得到的。這個估算公式是偏大的。對于銅肋管和鋁肋管表冷器,這個公式也偏保守。期待有更多的實測數(shù)據(jù)來改進計算公式,更期待著出現(xiàn)實測舊表冷器后得到的水阻力計算公式。
文章來源:機房專用空調(diào)www.orzll.com