Современные холодильные и климатические системы представляют собой сложные комплексы, объединяющие в себе охлаждающие устройства (испарители, теплообменники без фазовых превращений, в том числе теплообменники для вентиляции), насосное отделение в схемах с промежуточным хладоносителем, компрессорное оборудование, конденсаторы, вспомогательное оборудование и аппараты, а также систему трубопроводов с регулирующей и запорной арматурой, соединяющую отдельные элементы системы. Это достаточно сложные системы с несколькими температурами кипения, различного схемного исполнения (непосредственного охлаждения и с промежуточным хладоносителем).
На холодильных станциях помимо трубопроводов для хладагента имеются трубопроводные системы для циркуляции промежуточного хладоносителя, смазочного масла, охлаждающей воды, греющего пара и сжатого воздуха, необходимого для работы контрольно-измерительных приборов. Специфика работы каждого вида трубопровода определяет тип применяемых труб, вид креплений и соединений.
При решении разнообразных вопросов, связанных с проектированием холодильных и климатических систем необходимо решать задачи, связанные с гидравлическим расчетом трубопроводов различного назначения. Движение жидкости в трубопроводах обычно происходит за счет разности уровней (разности геодезических отметок) или за счет энергии, которая передается жидкости при прохождении ее через насосы. В отдельных случаях перемещения жидкости по трубопроводам осуществляется под давлением газа, который создается пневматическими установками.
Все трубопроводы имеют преимущественно цилиндрическую или призматическую форму каналов, поэтому в большинстве случаев движение жидкостей в них равномерное. Неравномерное движение может наблюдаться лишь на тех участках трубопровода, где находятся местные сопротивления. Всякий сложный трубопровод можно рассматривать как совокупность каналов простых трубопроводов, соединенных между собой последовательно, параллельно или смешанным путем.
Авторами в данной работе рассматривается один из способов решения прямой и обратной задачи гидравлического расчета совокупности каналов трубопроводов холодильных и климатических систем.
Рассмотрим прямую задачу гидравлического расчета совокупности каналов, в этом случае расход совокупности каналов является известной величиной и необходимо определить перепад давления в каждом канале и на концах всей совокупности каналов.
Если необходимо рассмотреть обратную задачу, то в этом случае известным является перепад давлений на концах совокупности каналов, а определить необходимо расход и перепады давлений в каждом канале.
Решения обеих этих задач для ньютоновской жидкости основано на, том, что выражения для расхода жидкости в каждом канале можно разделить на два слагаемых, одно из которых пропорционально скорости границы канала, а другое – градиенту давления