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液体压损的基础知识 Length correction factor

所有的换热设备都是在特定流量下才能取得最佳的运行效果。低流量会导致系统的效能下降。流量是取决于系统的压损和泵压头。该应用小贴士将会引导您如何确定您的压损以及如何为系统选择合适的泵。同时其中也包含了如何降低压损的方法。

1.确定系统的压损

压损的定义为流体在流经系统时所需要克服的压力。造成压损的原因是流体与管壁摩擦(粘性摩擦应力)或其他因素(如重力)等。压损与流量呈指数级递增关系。实际上流量加倍之后,压损一般会提高至四倍。整系统的压损等于个子系统压损的综合——如管路、液冷零件(如冷板和热交换器)、以及系统的其他部分。为确定系统的压损曲线,需要计算和记录不同流量下的压损。

    例如,若系统使用HLCP10管式冷板与HL6105铜质热交换器,通过10英尺长的3/8''管路相连,则将HLCP10、HL6105以及管路的压损曲线相加。10英尺长的管路在1-2 GPM流量下压损约为1-2 PSI。若所有的结果都被记录下来,其曲线与图1中所描述的大致相当。

图1:将HLCP10G20与HL6105热交换器联接后的压损

2.为系统选择泵

总体来说,泵提供的流量与压力是呈反比关系,即流量的增加会导致压力的减少(请参考图2)。

为了对应合适的压损,进而选择合适的泵,泵制造商提供泵性能曲线会与系统压损曲线相交,整个系统的工作点将会处于两曲线的交汇点。在我们的范例中,两条曲线的相交点决定了泵将会提供1.6 GPM的流量,对应的压力位13。5 PSI (请参考图3)。

如果系统的压损确定在某一点,便可直接从原点连接到压损确认点连接一条直线。该直线与泵曲线的相交点则可推测出相关流量。在我们的范例中,假定系统在2GPM时的压损为18 PSI(请参考图4)。则采用以上方法可得出,系统的流量为1.5 GPM。如采用更精确的方法可知流量接近1。6 GPM

3.减少压损的建议

·       如可能,尽量减少90°的转弯角。就像打结的水管一样,一个大角度的折弯会造成较大压损。

·       尽量减少管路的长度。越长的软管或硬管会让冷却液与更大的面积接触,进而造成额外的流阻与压损。

·       尽量采用更大直径的软管。道理与麦当劳的咖啡搅拌棒一样,直径越小需要的压力越大。

·       尽量采用低粘稠度的冷却液。流体的粘度直接决定了流体的可流动性(如水与蜂蜜的区别)。如采用高粘稠度的流体,会显著增大系统的压损。

·       尽量不采用热插拔的快接头,因为这些产品的压损都比较大。

请牢记压损的重要性,以及将泵曲线与系统压损曲线进行匹配。压损可通过减少拐角、避免细长管路等方法进行降低。请遵循这些设计思路,同时我司专业的热设计能力可以为客户提供更有价值的建议。



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