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压降简介

铁路行业和宝德解决方案

最后更新时间 1月 30, 2025 |发表于 2020 年 1 月 28 日

对于任何热管理解决方案来说,热界面材料(TIM)都是关键的组成部分。由于它是大多数应用中的一小部分,因此很容易被忽视。但热界面材料可让设备及其相关产品发挥有效作用,也可对其产生破坏。

液体压降简介及如何选择泵

技术的进步促使新产品日益复杂,功能日益繁多。随着产品复杂性的增加,OEM正在推出更多组件,以满足客户日益增长的功能需求,这在材料、制造、物流复杂性和装配方面带来了额外成本。

Boyd设计的热系统在特定流速下实现最佳性能。流量越小会导致系统性能不佳。流量取决于系统的压降和泵的扬程压力。本应用说明回顾了如何确定压降以及如何为您的系统选择泵。它还提供了有关如何最小化压降的提示。

确定系统压降

压降用于描述液体流经一个系统必须克服的压差。压降是摩擦(剪切应力)或其他力(如重力)作用于液体所产生阻力的结果。压降与流速呈指数关系。当流速翻倍时,压降增加四倍。系统压降等于系统内每个部件的压降总和,包括管线、冷却部件及任何其他系统组成部分。为确定系统压降曲线,需要计算并绘制不同流速条件下的压降。

Figure 1: Pressure Drop Graph Hosing

例如:如果系统CP10管冷板通过10英尺的3/8"管道与6105铜换热器连接,则将CP10、6105与管线液体压降曲线相加。1-2 GPM条件下,10英尺管道的标准压降假设为1-2 psi。结果绘制成图后,图表应类似于图1。

系统泵的选择

Figure 2: Pressure Drop Graph Pump Head Pressure

总体而言,泵提供的流速与压力成反比,即压力下降时流速上升(见图2)。为选择水头压力适宜的泵,泵制造商提供的泵曲线应绘制到系统压降曲线上。系统将在两条曲线的交点条件下运行。在我们的示例中,泵将在1.6 GPM和13.5 psi条件下运行(见图3),因为这是两条绘制曲线的交点。

如果某点的系统压降已知,预估曲线可通过从无流量和无压降点画一条直线至已知压降点。此线与泵曲线的交点是很好的预期流速预估值。在我们的示例中,假设系统压降数字2 GPM和18 psi已知(见图4)。通过这个方法,预估系统流速为1.5 GPM,接近于使用更精确的方法得出的1.6 GPM。

最小化压降

Figure 3: Pressure Drop Graph System Operating Point
Figure 4: Pressure Drop Graph Estimate of System Operating Point

多数情况下,系统最小压降是理想的。以下是如何降低压降的一些建议:

  • 在可行情况下,应尽量减少90°弯头的数量。和园艺水管一样,锐弯会导致压降。
  • 尽量保持较短管长。管子更长会增大与液体接触的表面积,并产生额外液体摩擦和压降。
  • 使用管径大的管子。试过用咖啡搅拌棒喝咖啡吗?相比正常的吸管,管径越小,您费的劲越大。
  • 尽可能使用粘度低的流体。流体粘度是液体流动的能力(对比一下水与糖浆)。使用粘度高的液体会严重影响您系统的压降。
  • 应避免使用快卸配件,因为它们常常造成不必要的压力损失。

记住压降的重要性并将泵曲线与您的系统压降曲线配合使用。可通过消除弯头使压降最小化;避免使用细长的管子;保持系统处于水平位置。遵守这些简单的步骤,您的热管理解决方案将能实现预期性能。

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