تخطي إلى المحتوى

حاسبات المبادلات الحرارية

مكثف DX: أوضاع Rating وSizing وحالة المخرج

قيّم الملف المبرد بالهواء باستخدام الحرارة المطرودة الفعلية والتبريد دون الإشباع المحقق وحالة وسيط التبريد وتشخيص هبوط الضغط.

تاريخ المراجعة

1. نطاق الحساب

يمثل DX Condenser وسيط تبريد داخل أنابيب مزعنفة يطرد الحرارة إلى الهواء. يوزع نموذج الحدود المتحركة السطح المتاح بين إزالة التحميص والتكثيف والتبريد دون الإشباع للسائل. قد تختفي منطقة إن لم تصل حالة التشغيل إليها؛ وجود ثلاثة أسماء لا يضمن خروج سائل.

النموذج الحراري هو تقريب دائرة متوسطة بتدفق متقاطع صرف وتوزيع منتظم، وليس محاكاة صف بصف. لا يحل تفاعل صفوف العمق أو الانزلاق الحراري أو الجاذبية أو تغير الضغط ودرجة الحرارة المقترنين. تحتاج هذه التأثيرات إلى تحقق هندسي مستقل.

2. اختيار Rating أو Sizing

يستخدم Rating التدفق الكتلي المدخل والهندسة المحددة. أدخل المائع ودرجة التكثيف وحرارة الغاز الداخل والتبريد دون الإشباع المطلوب وعدد الدوائر والتدفق. يحافظ المحرك على هذا التدفق حتى إن تعذر إكمال التكثيف.

يحدد Sizing التدفق من هدف الحرارة المطرودة: mdot = Q_target / (h_in − h_target_out). يشمل فرق الإنثالبي إزالة التحميص والتكثيف والتبريد المطلوب دون الإشباع. الهدف هو حمل التبريد مع حرارة/قدرة الضاغط من حساب الدورة، وليس حمل المبخر وحده.

يفحص Sizing الهندسة التي أدخلتها؛ لا يختار الصفوف أو العرض أو عدد الأنابيب تلقائياً ولا يخفض التدفق لإخفاء نقص السعة. عدّل الهندسة أو نقطة التشغيل بنفسك ثم أعد الحساب. قد تكون السعة والتبريد المحققان أقل أو أعلى من الهدف.

3. إدخال الظروف والوحدات

تتحكم الإعدادات ومحددات الوحدات في العرض؛ لا تلصق قيمة بوحدة kg/h في حقل يعرض kg/s. اختر مائعاً مدعوماً وافحص لوحة خصائصه عند Tcond. يجب أن تكون درجة التكثيف ضمن مجال الجدول دون الحرج لذلك المائع؛ ليس هذا حساب مبرد غاز فوق حرج.

المدخلالاستخدام الصحيح
تدفق الهواء وحرارته وRH والارتفاعاستخدم ظروف الهواء الفعلية عند الدخول. تدخل RH بالنسبة المئوية، ويحدد الارتفاع الضغط الجوي المعروض.
Tcond وTin_gasدرجات حرارة مطلقة، عادة °C. يجب ألا تقل Tin_gas عن Tcond. التحميص يساوي Tin_gas − Tcond؛ يطلب النموذج حرارة الغاز لا قيمة تحميص طرد منفصلة.
التبريد دون الإشباعفرق حرارة، عادة K، غير سالب. هو هدف وليس ضماناً لحالة المخرج.
التدفق الكتلي / هدف الطرد الحراريRating: تدفق، عادة kg/h. Sizing: قدرة، عادة kW. تحقق من الوحدة بجانب القيمة.
الحساب الداخليm³/s وm وkg/s وW وPa، ودرجات الحرارة °C والفروق K.

4. تحديد الملف وشبكة الدوائر

C_air وC_dsh وC_cond وC_sc معاملات معايرة وليست أهداف سعة. مقاومتا الاتساخ الخارجية والداخلية بوحدة m²K/W ويجب أن تكونا غير سالبتين. تحتاج المعايرة إلى بيانات قياس/مرجع مستقلة؛ انغلاق ميزان الطاقة ليس بيانات معايرة. يخفض معامل سوء التوزيع في المحرك الناقلية الحرارية فقط، ولا يحذف كتلة من وسيط التبريد.

  1. اختر نمط الأنابيب ومادتي الأنبوب والزعانف ونوع plain أو wavy أو louver. يوفر النمط القطر والسماكة والخطوات.
  2. أدخل العدد الفعلي للأنابيب في الصف وعرض الوجه وعدد صفوف العمق الصحيح وكثافة الزعانف وسماكتها. راجع الارتفاع المحسوب؛ هوامش الغلاف ليست أنابيب فعالة إضافية.
  3. حدد عدداً صحيحاً موجباً للدوائر لا يتجاوز مجموع الأنابيب الفعلي. راجع الشبكة المرجعية وتوزيع S1/S2، وحرر كل نظام منفرداً حيث تتاح أدواته.
  4. أعد الحساب بعد تغيير الهندسة الحرارية أو التدفق أو الدوائر واقرأ الملاحظات قبل مقارنة البدائل.

5. قراءة الحمل والحالة والمناطق الفعلية

  • Q_total هو الطرد الحراري الفعلي: Q_dsh + Q_cond + Q_sc. قارنه بالحرارة المطلوبة ونسبة العجز؛ وافحص خطأ الهدف بإشارته في Sizing.
  • اقرأ achievedSubcool_K وtargetMet وطور المخرج معاً: superheated أو two_phase أو saturated_liquid أو subcooled. لا تحسب حرارة المخرج الفعلية بمجرد طرح التبريد المطلوب من Tcond.
  • الجودة في المنطقة ثنائية الطور هي الكسر الكتلي للبخار. لا تعني null سائلاً بجودة صفر؛ راجع الطور ودرجة الحرارة أيضاً.
  • نسب المناطق هي حصص طول/سطح الدائرة وليست نسب الحمل الحراري. السعات المجاورة هي الأحمال الفعلية لكل منطقة.
  • راجع حرارة ورطوبة هواء الخروج وسرعة الوجه وΔP الهواء ومعاملات الانتقال وكفاءة الزعانف والسطح. يحافظ نموذج الطرد الجاف هذا على نسبة رطوبة الهواء.
  • يقارن خطأ الميزان الحرارة الفعلية للهواء ووسيط التبريد. قربه من الصفر لا يثبت تحقيق الهدف أو اكتمال التكثيف أو المطابقة المختبرية.

6. الخصائص الفعلية وحدود الضغط

تأتي الإنثالبيات أحادية الطور من شبكات CoolProp المحلية للبخار المحمص والسائل المبرد دون الإشباع حيث تتوفر، ويظهر coolprop_grid. بعد امتداد الشبكة تمدد الفترة الأخيرة مع ملاحظة. عند غياب شبكة مناسبة يستخدم constant_cp_fallback الحرارة النوعية المشبعة؛ اعتبر الحمل أحادي الطور استرشادياً.

يشمل ΔP المقدر أطوال مناطق الدائرة المتوسطة وخسائر الطور الواحد واحتكاك التكثيف والأكواع الراجعة والتسارع/استعادة الزخم بإشارتهما وملحقات الشبكة المتاحة. ليس حساباً كاملاً لفواقد ضغط التركيب كله.

يبقى Tcond ثابتاً في الحساب الحراري. يحول satDrop_K هبوط الضغط المقدر إلى هبوط مكافئ في حرارة الإشباع؛ هو تشخيص وليس إعادة حساب مقترنة للسعة أو حالة المخرج. التحذير الحالي فوق 3 K، وتظهر ملاحظة أخرى فوق 5% من ضغط الإشباع. قد يؤدي الهبوط الكبير إلى المبالغة في السعة عند ثبات Tcond. قيّم زيادة الدوائر أو قطر الأنابيب ثم أعد فحص انتقال الحرارة والسرعات.

7. معالجة نقاط التشغيل غير الناجحة

الإشارةالإجراء
NO_CONDENSEلم يتحقق طرد حرارة كامنة بالتكثيف. تحقق من فرق الحرارة وحالة الغاز والتدفق والناقلية؛ ليس السبب دائماً نقص المساحة وحده.
PARTIALبدأ التكثيف ولم يكتمل. اقرأ الجودة/الطور والعجز والملاحظات، ولا تعتبر المخرج سائلاً.
NO_SUBCOOLاكتمل التكثيف دون الوصول للتبريد المطلوب دون الإشباع. راجع المساحة/الناقلية والهواء وفرق الحرارة والتدفق المفروض.
targetMet false / converged falseقارن الحرارة الفعلية والحالة السائلة والتبريد المحقق. انغلاق الميزان لا يلغي فشل Sizing.
خطأ مدخلات أو شبكةتحقق من تدفق وأبعاد موجبة ومحدودة، وصفوف ودوائر صحيحة، وسماكة وخطوات سليمة وRH واتساخ وتبريد غير سالبين ومجال المائع. أصلح خطأ الشبكة المعروض قبل الحساب.

8. المجمعات والمخارج والانحناءات الاختيارية

يستخدم المكثف مجمع تغذية غاز ومجمع خروج سائل، لا موزع مبخر. في الترتيب الرأسي الافتراضي يكون المدخل أعلى ومتجهاً للأعلى والمخرج أسفل ومتجهاً للأسفل. راجع موضع كل نظام وجانبه ومحطته واتجاهه؛ اختيار مخرج علوي/سفلي لا ينشئ انحناء بحد ذاته.

توجد أدوات Manufacturer التفصيلية في الرسم ثنائي الأبعاد > المجمعات وتبويبات الإنشاء في 3D/الإنتاج. تستخدم 2D و3D وCAD الهندسة المرجعية نفسها. الانحناء الاختياري قوس دائري حقيقي يتبعه جزء مستقيم نهائي، ويضبط لكل مدخل/مخرج ولكل نظام. تفعيله لا ينقل المحطة أو يغير حجم الفوهة خفية.

يجب أن يبدأ الانحناء عند نهاية مادية للمجمع وباتجاه عمودي على محوره. الزاوية 1–170°؛ نصف قطر خط المركز أكبر من نصف القطر الخارجي للفوهة + 0.000001 m وبحد أقصى 5 m. طول الجزء النهائي أكبر من 5 mm وبحد أقصى 5 m. أدوات نصف القطر والطول بوحدة mm. يبقى الانحناء الأصغر من 90° مائلاً؛ يجب تصحيح التركيبات غير الصالحة.

يشمل طول المسار القوس والجزء المستقيم، لكن K المحلي للوصلة المشتركة لا يتغير؛ خسائر الانحناء الخاصة غير معايرة. لا يتحقق الناتج البعدي من ΔP الكامل أو عودة الزيت أو تصميم الضغط أو إجراءات اللحام أو اعتماد التصنيع، ولا يعني وجود مخفضات أو وصلات تصنيع محددة.

9. مساحة العمل والحفظ والمخرجات

تنقل بين الحساب والنتائج والرسم ثنائي الأبعاد و3D والإنتاج والتقرير والملفات والتكلفة. أعد الحساب بعد التعديل وقبل التصدير؛ النتيجة القديمة أو الرسم المبني على الشروط المطلوبة ليس دليلاً على حالة المخرج الفعلية.

تستخدم Free المحرك نفسه دون حفظ أو تصدير. تضيف Professional الحفظ وتقارير الأداء/البيانات والأبعاد العامة الثنائية البسيطة. تضيف Enterprise العرض الثلاثي العام وbatch وREST. تفاصيل التصنيع وملفات الإنتاج/CAD وMCP حصرية لـManufacturer، التي تشمل REST أيضاً.

يتضمن Full Report الفصول المسموحة بالخطة والتي تتوفر بياناتها الفعلية فقط: الأداء/الأبعاد البسيطة في Professional؛ والتكلفة المتاحة في Enterprise؛ والتجميع والدوائر والمجمعات والتكلفة والتصنيع بحسب البيانات في Manufacturer. لا ينشئ بيانات مفقودة ولا يضمن ملفات STEP/DXF الأصلية داخل PDF. التكلفة تقدير بالأسعار المضبوطة/الافتراضية وليست عرض سعر تجارياً.

تعتمد الميزات الموثقة على اشتراكك والبيانات المتاحة في الحساب. رسم الأبعاد ليس تصريحاً بالتصنيع.

جميع الأدلة