Расход хладагента через капиллярную трубку

Поток хладагента через капиллярную трубку зависит от разницы давлений в конденсаторе и испарителе, количества переохлаждения и качества хладагента. Данные три переменные взаимосвязаны, как показано в следующих подразделах.

Разница давлений

При увеличении разницы давлений в конденсаторе и испарителе интенсивность потока через капиллярную трубку также увеличивается, так как поток через трубку непосредственно связан со снижением давления входного и выходного отверстий. В капиллярных трубках меньшие изменения разницы давлений вызывают большие изменения интенсивности потока хладагента через регулятор расхода, чем при большей разнице давлений, так как в результате более высокой разницы давлений увеличивается образование пара. Пар в трубе уменьшает интенсивность потока хладагента. Также если увеличение разницы давлений выше предела, скорость жидкости достигает скорости звука, поэтому интенсивность потока хладагента не может увеличиться, даже если разница давлений продолжает расти. В результате меньшего изменения разницы давлений не образуется больше пара. Следовательно, интенсивность потока жидкого хладагента значительно увеличится.

Разницу давлений можно увеличить, повысив давление в конденсаторе или понизив давление в испарителе. Увеличение давления в конденсаторе влияет на интенсивность потока сильнее, чем равное сокращение давления в испарителе, так как при увеличении давления в конденсаторе выделяется меньше пара. Это происходит вследствие нелинейной зависимости температуры от давления хладагента. Вспомните, для равного изменения давления все хладагенты испытывают меньшее изменение температуры насыщения при более высоком давлении, чем при более низком.

Переохлаждение

Массовый расход хладагента через капиллярную трубку увеличивается при увеличении переохлаждения. Когда жидкий хладагент входит в капиллярную трубку, он испытывает линейное снижение давления. Снижение давления на единицу длины трубы постоянно, пока не образуется пар. С данного момента до конца капиллярной трубки в испарителе давление и температура парожидкостной смеси хладагента уменьшаются нелинейно. Данное нелинейное сокращение вызвано увеличением пропорции кипящего пара в трубке. Пар увеличивает сопротивление и вызывает большое сокращение давления на единицу длины капиллярной трубки.

Хладагент закипает, когда его температура выше температуры насыщения соответственно давлению. Так как давление уменьшается при прохождении потока жидкости по трубке, кипение можно уменьшить, поддерживая температуру хладагента ниже температуры насыщения, соответствующей сниженному давлению в конце капиллярной трубки возле испарителя. В результате увеличения количества переохлаждения в конденсаторе жидкий хладагент проходит далее по капиллярной трубке, прежде чем закипает. Чем дальше пройдет жидкий хладагент до закипания, тем меньше будет снижение давления по обе стороны капиллярной трубки. При уменьшении снижения давления кипение уменьшается, а расход хладагента увеличивается. Следовательно, переохлаждение увеличивает интенсивность потока и производительность системы. И наоборот, кипение уменьшает производительность и интенсивность потока хладагента по капиллярной трубке.

Качество хладагента

Массовый расход хладагента уменьшается при улучшении его качества. Качество — это процент пара в единице массы хладагента. Хладагент с качеством 100 % — это пар, а с качеством 30 % — это 70 %-ная жидкость. Повышение качества хладагента в капиллярной трубке означает, что количество жидкости уменьшается. Следовательно, при повышении качества хладагента в капиллярной трубке сопротивление потоку хладагента и снижение давления также увеличиваются, а массовый расход уменьшается.