3 回油毛细管的数学模型
在压缩机吸收、排气压力差的作用下，液态冷冻油通过毛细管自动地从油分离器返回压缩机吸气管，或从富油压缩机高压壳体内流向欠油压缩机吸气管内。当油面低于毛细管出口时，高压制冷剂蒸气将会经毛细管旁通至压缩机吸气管，过多的高压气体返回压缩机将造成系统的制冷能力下降，压缩机排气温度升高，所以毛细管的内径和长度的确定至关重要。由于回油毛细管内流动的介质是冷冻油或高压制冷剂蒸气，均属于单相流动。但因流动介质与外部空气进行对流换热，使介质沿流方向温度逐渐降低，且油和制冷剂蒸气的密度和粘度随温度变化显著，故不可忽视换热对流动的。
对毛细管内介质单相流动建模之前作如下的假设：（1）介质流动为一维流动；（2）在管路流动断面上物性均一；（3）物性仅沿流动方向上发生变化；（4）不考虑重力对流动的影响。故：
质量守恒方程：
动量守恒方程：
能量守恒方程：
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若油分离器的毛细管设置在其内部，那么油与制冷剂蒸气的温度变化很小，而将毛细管设置在外部的室外机机箱内，则因油与制冷剂蒸气与外界空气换热引起温度降低，对介质粘度和密度有较大的影响。
4 制冷剂蒸气被压缩时，也会带走一部分油，制冷剂的带油量很大程度取决于压缩机结构。对于全封闭压缩机而言，[3]指出，油在排气中的质量百分比不超过百分之零点几；比利时列日大学通过不同实验了压缩机排气的带油量，实验表明，油在排气中的质量百分比为1%～2%，且各种测试方法的误差率在20%～30%以内[4]。当压缩机容量变化时，其排气量和带油量变化时，其排气量和带油量均随之变化。本文对两台压缩机并联使用的自动均油回路所采用的毛细管进行了，并通过了实验验证了其效果。
4．1 压缩机参数
在计算和实验中，采用了两台压缩机，其一为变频压缩机，另一台为定速压缩机。其参数见表1。
表1 压缩机参数
|
|
变频压缩机 |
定速压缩机 |
|
活塞排量Vh/(mL/rev) |
23.3 |
41.6 |
|
频率f/Hz |
15-120 |
50 |
|
充油量Goil/mL |
600 |
1350 |
|
机体高度/mm |
312.5 |
374.3 |
|
机体直径/mm |
129.6 |
158 |
|
制冷剂种类 |
HCFC22 |
|
冷冻油种类 |
SUNISO 4GSD-T |
4．2 回油毛细管尺寸与可变因素的关系
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以油在排气中的质量百分比1.5%为基准，计算在压缩机频率、吸排气压差和毛细管内径、入口油温度变化时欲将排气带油完全返回所必需的毛细管长度，其结果如图2所示。当压缩机频率、吸排气压差和毛细管内径为定值时，随着入口油温的升高，毛细管长度剧增，这主要是由于油在高温时粘度急剧降低所致；当其它因素不变时，压缩机频率降低，还油量相应减少，其毛细管长度减小；当压差或毛细管内径增大，在返回相同质量的油时所需毛细管亦将增长。
图2 各因素变化时所必需的毛细管长度
一旦选定毛细管的几何尺寸（如图2（b）中的
线），压缩机在实际运行中能否顺利返油将取决于毛细管入口油温和压缩机频率于吸排气压力差。在
线以下的区域不能顺利返油，多余的油将存贮在油分离器或另一台压缩机的贮油包内，若将油分离器的回油毛细管放置在其内部，将有利于压缩机顺利返油。反之，在
线以上的区域则能顺利返油，但毛细管相对于带油量所需长度短，故将会有部分排气夹带着油滴经此毛细管一同返回压缩机回气管，由于有部分排气被旁通返回，将会造成制冷系统能力下降。故合理选用毛细管几何尺寸至关重要。
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