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水冷系统中孔板的理论计算与实验验证

摘要：减压孔板的工作原理是对液体的动压力（不含静压力）进行减压。当流动的水经过减压孔板时，由于局部的阻力损失，在减压孔处产生压力降。主要应用在排水给水系统与消防系统。根据孔板的原理，它同样适用于水冷管道系统。国际上类似的产品已成熟应用。但在国内水冷系统没有应用经验，需要通过研究理论计算，并通过实验验证，获得孔板的设计及应用依据。本文通过介绍实际项目的应用需求，简述孔板设计的探索过程，通过实施了一期、二期、三期的方案的理论计算及实验验证，获得了大量的实验论证数据对比，研究了孔板最佳设计方案。

????????关键词：减压孔板水阻水冷系统计算应用

????????1.背景

????????某一项目为西门子提供高压换流阀的纯水冷却系统，密闭式水冷系统在常规设计，通过理论计算考虑到偏差，会根据规范依据给定余量，最后确定系统的水泵扬程。但实际工程应用时，会出现流量余量过大，需要通过增加系统水阻，调节系统额定流量。如通过调节蝶阀A。

????????下图为本项目密闭式水冷系统的原理流程图。

????????目前，我们水冷系统一般采用蝶阀A来调节，保证系统流量的额定值。系统参数如下：

????????2.一期研究情况

????????2.1设计依据

????????孔板设计依据参照规范HG/T20570《孔板设计规范》。主要引用公式：

????????2.1.1、液体的单孔板

????????Q-工作状态下体积流量，m3/h；

????????C-孔板流量系数理，由Re值和d0/D查图6.0.1求取；

????????d0-孔板孔径，m；

????????ΔP-通过孔板的压降，Pa；

????????γ-工作状态下的相对密度。

????????2.2、孔数的确定

????????2.2.1多孔板的孔径（d0）,一般可选用12mm，20mm，25mm，40mm。

????????2.2.2在计算多孔板时，首先按单孔板（2.1.1式），求取多孔板的孔数（N）。

????????N-多孔板的孔数，个；

????????d-单孔板的孔径，m；

????????d0-多孔板的孔径，m。

????????2.3、孔板厚度计算

????????H-孔板厚度，mm；

????????ΔP-通过孔板的压降，Pa；

????????D-管道内径，mm；

????????Φ-挠度系数。

????????2.4设计实例与验证

????????根据上述依据，设计下述表中四种规格孔板，并进行实验验证。具体数据见表1：

????????2.5分析实验数据

????????通过分析数据，认为可能存在以下问题：

????????2.5.1.实际压降为设计值的一半，偏差较大；

????????2.5.2.计算数据取值有误；

????????2.5.3.实验结果数据有误。

????????2.6改进措施

????????针对上述实验可能存在的问题，提出以下改进措施，进行二期实验。

????????3.二期研究情况

????????3.1孔板实例与验证

????????二期在对一期的研究基础上，同样自制，但同时采购第三方厂家孔板，并进行实验，见表2：

????????表2

????????验，更要求有较高的精度。本文通过一期、二期、三期的方案，引用不同依据标准与实验验证结合，逐步改进，讲述了孔板的设计优化思路，探索了一套适应水冷管道系统的孔板设计方案，并在实际项目应用。

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