冷卻器工作原理及設(shè)計(jì)優(yōu)化
冷卻器簡(jiǎn)稱為空冷器，也可以叫空冷式換熱器，它以環(huán)境空氣作為換熱介質(zhì)，依靠翅片管作為強(qiáng)化管外空氣的傳熱能力，在熱傳導(dǎo)的作用下，管內(nèi)介質(zhì)的熱能會(huì)傳遞到翅片端，再通過(guò)風(fēng)機(jī)強(qiáng)制流通，讓空氣橫掠翅片管管束帶走熱量，達(dá)到冷卻冷凝管內(nèi)介質(zhì)的目的。在煉油，化工，現(xiàn)代過(guò)程工藝中是非常重要的過(guò)程設(shè)備。其換熱能力的高低直接制約其它產(chǎn)能，所以其研究開(kāi)發(fā)一直很受重視，一般都是從設(shè)計(jì)，制造結(jié)構(gòu)上去改善其傳熱機(jī)理。
本文就簡(jiǎn)單的干式空冷器為例，暫不設(shè)計(jì)濕空冷和干濕聯(lián)合空冷器。優(yōu)化一般從三方面去考慮；
1；翅片類型的選擇
由于不同工藝條件許用的材質(zhì)不同，可選的翅片類型，其換熱性能差異很大。同樣的翅片管束，換熱面積可以相差30-50%左右，以鋼鋁復(fù)合翅片管為例，采用25*2.5-57/2.3/0.3的翅片管，其換熱面積可以達(dá)到1.65平方/米，而25*2.5/50/3.0/0.35的鋼鋁復(fù)合翅片管，換熱面積才1.09平方。當(dāng)管內(nèi)膜傳熱系數(shù)與管外膜傳熱西施差距較大的時(shí)候，就應(yīng)該考慮高翅片的類型。某些場(chǎng)合，可以采用親水鋁箔的銅管串片的翅片形式，其單位的換熱面積更大，傳熱能力更高。用這樣的翅片做成的冷卻器具有高性價(jià)比也就不奇怪了。
2；合理的傳熱面積計(jì)算和定制條件
每一個(gè)工況條件都不一樣，同樣的操作工藝使用地點(diǎn)的不同，受大氣候影響的條件也不一樣。我們提倡非標(biāo)定制，以滿足最合理的換熱需求，滿足當(dāng)?shù)刈類毫拥墓ぷ鳝h(huán)境下設(shè)備性能依舊可以達(dá)標(biāo)為基準(zhǔn)。目前很多用戶采用標(biāo)準(zhǔn)系列，這也不是不可以，但如果設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求就不可取了。比如，一臺(tái)800平方的冷卻器就可以達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)要求，非得采用2000平方的空冷器。設(shè)備投資太大不說(shuō)，平時(shí)運(yùn)行成本也是個(gè)極大的浪費(fèi)，經(jīng)年累月的合計(jì)運(yùn)行成本過(guò)高對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)也是很大的負(fù)擔(dān)。
3；性能結(jié)構(gòu)
已知冷卻器的主要?jiǎng)恿p耗在風(fēng)機(jī)的耗電及泵送系統(tǒng)，那么在滿足工藝條件風(fēng)量要求允許的情況下，應(yīng)盡量采用較低的風(fēng)壓。從風(fēng)機(jī)的運(yùn)作要求來(lái)講，大流量高風(fēng)壓勢(shì)必會(huì)消耗更多的電力，所以合理選擇風(fēng)機(jī)風(fēng)量與風(fēng)壓的關(guān)系，對(duì)于冷卻器也來(lái)說(shuō)，也是非常重要的。管內(nèi)介質(zhì)也是一樣，首先應(yīng)該滿足管內(nèi)介質(zhì)一直處于一種旺盛湍流的情況，讓雷諾數(shù)處于一個(gè)合理的水平，提高翅片管的傳熱能力，使冷卻器的換熱性能可以一直優(yōu)異的發(fā)揮。多年設(shè)計(jì)結(jié)果表明，其實(shí)冷卻器管內(nèi)介質(zhì)流通產(chǎn)生的壓力損失并不是一個(gè)很大的問(wèn)題，完全可以通過(guò)各種方法來(lái)降低。但是，很多企業(yè)在設(shè)計(jì)冷卻器的時(shí)候，卻忽略了進(jìn)出口管道通徑的合理性，水側(cè)壓力損失在此消耗的比較多。通過(guò)調(diào)整合理的管道法蘭口徑可以解決這個(gè)問(wèn)題。
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