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液冷系统管道选型:管径确认、壁厚选择、水力计算

液冷系统管道选型:管径确认、壁厚选择、水力计算 NTK散热
2025-07-26
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在液冷系统中,核心组成部件包括水泵、换热器、管道、罐体、阀门、仪器仪表及电气元件等。这些部件之间通过管道实现连接,而管道就如同系统的 “血管”,肩负着保障介质在系统内高效循环的关键使命 —— 正是依靠管道的精准联通与稳定输送,冷却液才能在各个部件间流转,完成热量交换与传递的核心任务。

由此可见,管道在液冷系统中的作用至关重要,其性能直接关系到系统的整体运行效率。因此,选择适配的管道不仅是系统设计的关键环节,更决定了整套液冷系统能否精准满足不同场景下的运行需求,无论是工业设备的持续散热,还是数据中心的高效控温,管道的合理性都成为影响最终效果的核心因素之一。



管道管径确认:

Di = 18.8×(Q/v)0.5

Di—管道内径,单位【mm】

Q—系统流量,单位【m3/h】

V—介质流速,单位【m/s】

注:系统对应的介质流速查阅《常用系统介质流速》文章


管道壁厚选择:

tsd = ts + C

C = C1+C2

ts —计算厚度,单位【mm】

P—设计压力,单位【MPa】

D0—管道外径,单位【mm】

[σ]t—在设计温度下材料的许用应力,单位【MPa】

Ej—焊接接头系数

tsd —设计厚度,单位【mm】

C—厚度附加量之和,单位【mm】

C1—厚度减薄附加量,如材料厚度负偏差,单位【mm】

C2—腐蚀或腐蚀附加量,单位【mm】(一般取值为0)


Y系数:

管道材料许用应力【[σ]t】


焊接接头系数【Ej】


系数Y取值


厚度腐蚀余量C1(主要只考虑材料的厚度负偏差)


管道水力计算:


i = 105 × Ch-1.85 × Di × Q1.85

i —管道的单位长度压力损失(比摩阻),单位【kPa/m】

Ch—海澄-威廉系数

Di— 管道内径,单位【mm】

Q—系统流量,单位【m3/s】


海澄-威廉系数


局部阻力计算:


h = ξ × ρ × v2/2

h—压力损失,单位【Pa】

ξ—局部阻力系数

ρ—介质密度,单位【kg/m3】

v—管内流速,单位【m/s】

注:局部阻力系数表参阅文章—《系统常见阻力系数计算表》


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