Воздушный теплообменник для гидравлической системы
Гидравлические системы в современном оборудовании и механизмах занимают важное место, одной из причин является их высокий КПД, компактность, легкая передача энергии. При работе гидравлического оборудования возникают тепловые потери энергии. Обычно в гидросистеме тепло отводится естественным способом, но когда этого недостаточно, используются теплообменники.
Роль воздушного теплообменника
Воздушный теплообменник – это элемент схемы гидросистемы, который за счет движения воздуха от работы вентилятора обеспечивает теплообмен радиатора теплообменника с окружающей средой и охлаждает рабочую жидкость. Воздушный теплообменник, как компонент оборудования, играет важную роль в системах охлаждения, является наиболее распространенным элементом активного охлаждения гидросистем и механизмов.
Значение охлаждения масла в технологических процессах и индустрии.
В технологических процессах, механизмах и промышленности охлаждение масла имеет важное значение, так как при превышении максимальной рабочей температуры для данного типа масла, оно гораздо быстрее теряет свои свойства (вязкость, смазочные свойства и т.п.) и уменьшается ресурс его работы, других компонентов и оборудования. .
Назначение и принцип действия воздушного теплообменника
Воздушный теплообменник состоит из одного или нескольких радиаторов, электродвигателя (или гидромотора) и вентилятора, собранных в одном металлическом корпусе. Также воздушный маслоохладитель комплектуется в отдельных случаях предохранительным клапаном, защищающим корпус радиатора от перегрузок и существующими опциями в комплектации с масляным фильтром.
Способность передачи тепла между охладителем и окружающей средой зависит от разности температур. Чем больше разность температур между радиатором воздушного теплообменника и окружающей средой, тем больше теплообмен и производительность самого охладителя.
Рис.1. Изображение на гидравлической схеме воздушного теплообменника с приводным электродвигателем и предохранительным клапаном.
Основные этапы работы воздушного теплообменника
Воздушный теплообменник устанавливается в основном в сливной линии гидросистемы или в гидролиниях отдельных насосных агрегатов на баке маслостанции, в сочетании с системами фильтрации. При эксплуатации теплообменника горячее масло подается ко входному отверстию и проходит через радиаторные трубы к выходному отверстию, при этом происходит теплообмен жидкости с трубами и ребрами радиатора. Холодный воздух, который с помощью вентилятора проходит через корпус радиатора, отводит тепло на снаружи. Таким образом, рабочая жидкость на выходе из теплообменника уменьшает свою температуру.
Рис.2. Основные элементы конструкции воздушного теплообменника
Механизм теплообмена в воздушном теплообменнике
Конвекция в воздушном теплообменнике зависит от материала и конструкции радиатора, его размеров, объема воздуха, проходящего через корпус радиатора. Важным фактором работы воздушного теплообменника в помещении является расположение этого компонента в месте с высоким показателем циркуляции воздуха, для более эффективной работы его и оборудования.
Тепловое излучение маслоохладителя зависит от таких характеристик, как температура охлаждающего масла и площадь источника излучения.
Также теплообмен зависит от параметров вязкости масла, скорости потока и формы стенки радиаторной трубы.
Эффективность и важность охлаждения масла в промышленных процессах
1. Сохранение оптимальной температуры работы оборудования. При эксплуатации гидросистем важно соблюдать температурные режимы рабочей жидкости, в гидравлических масляных системах это обычно диапазон от 10 до 50/70 градусов Цельсия. Оптимальная температура около 40 градусов. Наибольший нагрев жидкости при работе гидросистем часто происходит в насосе гидросистемы, в результате его износа, за счет внутренних утечек, увеличения зазоров. Также превышение температуры в гидросистеме возможно при неверном проектировании, ошибочном расчете теплового баланса.
2. Предотвращение перегрева и снижение износа оборудования.
Для предотвращения перегрева рабочей жидкости в гидросистеме следует следить за ее температурой и своевременно реагировать. Постоянное превышение температуры масла приводит к быстрому его окислению, ухудшению смазочных свойств и т.п., что может привести к выходу из строя ценных элементов гидросистемы и простою оборудования. Также важно своевременно менять рабочую жидкость и соблюдать инструкции производителя по использованию соответствующей марки гидравлического масла.
Обеспечение надежности и длительного функционирования оборудования происходит за счет своевременной диагностики причин перегрева гидросистемы, правильного проектирования и подбора гидравлических компонентов. Высокопрофессиональная диагностика, правильный и точный расчет, подбор элементов гидросистемы и воздушных теплообменников помогут специалисты компании «СКР-Гидравлик».
Применение воздушных теплообменников в разных отраслях
Одним из самых больших распространений воздушные теплообменники получили при использовании в таких отраслях, как нефте- и газодобыча и переработка, металлургия и химическая промышленность. Во многих металлообрабатывающих станках, где присутствует интенсивная непрерывная работа гидросистем, воздушный теплообменник является одним из важнейших компонентов. Воздушный маслоохладитель используется в промышленности для охлаждения масла в компрессорных установках.
В энергетике воздушные теплообменники получили распространение в системах гидравлических турбин, гидрогенераторах, трансформаторах, используются для охлаждения масла в гидросистемах тепловых электростанций, ветровых и солнечных ферм.
В автомобильной промышленности воздушные маслоохладители играют очень важную роль, присутствуют во многих гидросистемах, особенно в строительной, коммунальной, горнодобывающей автотехнике. Одна из причин – это ограничение по габаритам гидроагрегата, что не дает достаточной возможности устанавливать необходимый по размерам гидробак, обеспечивающий естественное охлаждение. Также воздушные теплообменники используются для охлаждения моторных масел в двигателях автотехники, где недостаточно естественной конвекции.
Перспектива использования воздушного теплообменника
Значение и эффективность работы воздушного теплообменника для охлаждения рабочей жидкости невозможно переоценить, он играет важную роль в надежности эксплуатации и стабильности работы многих гидросистем и механизмов, обеспечивает увеличение ресурса масла, гидроаппаратов и других механизмов оборудования.
Перспективой развития в области систем охлаждения является усовершенствование схем, конструкций теплообменных аппаратов, автоматизация ее работы, своевременная диагностика температурных показателей и характеристик оборудования за счет использования дополнительных датчиков температуры, других высокоточных компонентов, электронного оборудования и современного программного обеспечения.