Главная

Расчёт критических длин прямолинейных участков трубопроводов нагнетания холодильных установок

Расчёт критических длин прямолинейных участков трубопроводов нагнетания холодильных установок

 

 

Как известно, при работе холодильного компрессора в его коллекторе нагнетания возникают пульсации давления, которые передаются в трубопровод нагнетания и вызывают его колебания. Эти колебания могут вызывать резонансные разрушения трубопровода нагнетания на каком-то его прямолинейном отрезке, если длина этого отрезка совпадает с т.н. "критической длиной".

Опасной считается длина прямолинейного отрезка трубопровода нагнетания совпадающая с "критической" длиной +/-15%. Кроме того, опасной считается также и длина протяжённого прямолинейного трубопровода нагнетания кратная "критической" длине +/-15%.

Критическая длина прямолинейного трубопровода нагнетания вычисляется по формуле:


где:
Li - критическая длина прямолинейного участка трубопровода, м
a - скорость звука в нагнетаемом газообразном хладагенте, м/с
i - номер гармоники собственных колебаний
f - частота пульсаций давления/колебания трубопровода нагнетания, Гц, которая вычисляется по формуле:


где:
n - число оборотов ротора компрессора, мин-1
z - количество цилиндров поршневого компрессора или количество зубьев ведущего ротора винтового компрессора.




 

Пример расчёта критических длин прямолинейных участков трубопроводов нагнетания холодильных установок с поршневым компрессором.

Исходные данные для расчёта:
Хладагент R404A
SCT - температура конденсации 50 оС
DGT - температура нагнетания 80 оС
a - скорость звука (из таблицы) 146 м/с
n - число оборотов вала 1450 мин-1
z - количество цилиндров 4
отсюда:
f - частота колебаний/пульсаций 97 Гц

Расчёт критических длин производится для первой (главная частота) и второй (первый обертон) частотной гармонике.

Результаты расчёта:
Li, м 0,76 0,38
Li + 15%, м 0,87 0,43
Li - 15%, м 0,64 0,32




 

Пример расчёта критических длин прямолинейных участков трубопроводов нагнетания холодильных установок с винтовым компрессором.

Исходные данные для расчёта:
Хладагент R407С
SCT - температура конденсации 50 оС
DGT - температура нагнетания 100 оС
a - скорость звука (из таблицы) 177 м/с
n - число оборотов вала 2900 мин-1
z - кол-во зубьев ведущего ротора 5
отсюда:
f - частота колебаний/пульсаций 242 Гц

Расчёт критических длин производится для первой (главная частота) и второй (первый обертон) частотной гармонике.

Результаты расчёта:
Li, м 0,37 0,18
Li + 15%, м 0,42 0,21
Li - 15%, м 0,31 0,16




 

Скорость звука в хладагентах a (м/с) - округлённые величины
30 153 157 161 165 168 172 175 - - -
40 - 151 156 160 164 168 172 175 - -
50 - - 149 154 159 163 167 171 175 -
60 - - - 146 152 158 162 167 171 174
70 - - - - 143 150 156 161 166 170
30 146 152 157 161 166 170 173 - - -
40 - 143 149 155 160 164 169 173 - -
50 - - 139 146 152 158 163 168 172 -
60 - - - 135 143 150 157 162 167 171
30 - 170 175 179 183 187 191 194 197 201
40 - - 169 174 178 183 187 190 194 198
50 - - - 166 172 177 182 186 190 194
60 - - - - 164 170 175 180 185 189
30 - 175 180 184 187 191 195 198 201 204
40 - - 174 179 183 187 191 195 198 202
50 - - - 173 178 183 187 191 195 199
60 - - - - 171 177 182 186 191 195
SCT - температура конденсации

* значения для R507A приблизительно на 1 м/с ниже