技术分享 | 制冷系统供液管路压力损失计算

ΔP₁=f*L/D*ρV²/2，其中：

摩擦系数f 可以通过Moody图表或者经验公式来确定，例如Colebrook-White方程等。对于完全发展的湍流，摩擦系数可以通过下面的公式近似计算：

1/f^1/2=−2log₁₀[ϵ*D/3.7+2.51/（Re*f^1/2）]，其中：

雷诺数是判断流动状态（层流、过渡流、湍流）的重要参数，计算公式为： Re=VDρ/μ，其中：

• ρ是流体的密度(kg/m³)；

• V 是流体的速度(m/s)；

• D 是管道直径(m)；

• μ是流体的动力粘度(Pa*s)。

制冷剂在液管内的流动状态是层流还是湍流，主要取决于雷诺数（Reynolds number），这是一个无量纲参数，用于表征流体流动的状态。根据流体力学中的一般准则：

制冷系统的供液管路内制冷剂流速通常取0.3m/s~1.5m/s间。

以冷凝温度40℃的R404A液体在总长度为10m，壁厚为0.7mm，直径为12.7mm的光滑铜管内以1m/s的流速流动为例计算，由honeywell提供的R404A物性参数表查得：

首先，我们计算雷诺数Re：

Re=ρ*V*D/μ=964.65×1×0.0113/0.00010261≈106144

由于雷诺数远大于4000，流动状态为湍流。那么我们按照Colebrook-White公式或者Blasius公式分别求解管道内的摩擦系数，Colebrook-White公式：

f=0.25/{log₁₀[ ϵ /(3.7*D)+5.74/Re^0.9]}²

f=0.25/{log₁₀[ 0.0000015/(3.7*0.0113)+5.74/106144^0.9]}²

f= 0.25/(−4.047)²≈0.01526

则管道内的压降：ΔP=f*L/D*ρV²/2

=0.01526*10/0.0113*964.65*1²/2=6513.5 Pa

按照Blasius公式求解管道内的摩擦系数

f=0.316/Re^1/4

f=0.316/106144^1/4≈0.0175

则管道内的压降：ΔP₁=f*L/D*ρV²/2

P₁=f*L/D*ρV²/2

=0.0175*10/0.0113*964.65*1²/2

=0.0175*884.956*482.325

=7469.6 Pa

按两个公式计算10m管路的压损差异值不到1kPa，对制冷系统高压管路来说基本可以忽略，计算供液管路压降时均适用。

对于制冷系统来说配管的总和长度=配管长度+管线中间零件的相当管长度。

相当管长度是指制冷管路中存在的弯头、阀件，管接头等管件，这些管件都有一定的阻力，计算管路压力损失时需要将这些压损计算在内。一般这些管件的阻力值是以大致有同阻力值的同径管长来表示的，因此称之为“相当管长”。

设计阶段如果不能确认所用阀、接头的情况，可以将管路长度按照平面图测量值*1.2~1.3计算，长度较大时取较大值。

此外，液管压力损失中的另外一个重要因素是液体管升高带来的压力损失。可以用公式 ΔP₃ = ρgh 计算，

其中：ρ是制冷剂的密度kg/m³，

 g是重力加速度m/s²，

 h是液体管道的上升高度m。