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發(fā)布時間:2021-3-15

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冷卻器工作原理及設(shè)計優(yōu)化

冷卻器簡稱為空冷器,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)的熱能會傳遞到翅片端,再通過風(fēng)機強制流通,讓空氣橫掠翅片管管束帶走熱量,達到冷卻冷凝管內(nèi)介質(zhì)的目的。在煉油,化工,現(xiàn)代過程工藝中是非常重要的過程設(shè)備。其換熱能力的高低直接制約其它產(chǎn)能,所以其研究開發(fā)一直很受重視,一般都是從設(shè)計,制造結(jié)構(gòu)上去改善其傳熱機理。
本文就簡單的干式空冷器為例,暫不設(shè)計濕空冷和干濕聯(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候,就應(yīng)該考慮高翅片的類型。某些場合,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比也就不奇怪了。
2;合理的傳熱面積計算和定制條件
每一個工況條件都不一樣,同樣的操作工藝使用地點的不同,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)遠大于設(shè)計要求就不可取了。比如,一臺800平方的冷卻器就可以達到各項指標(biāo)要求,非得采用2000平方的空冷器。設(shè)備投資太大不說,平時運行成本也是個極大的浪費,經(jīng)年累月的合計運行成本過高對于企業(yè)來說也是很大的負擔(dān)。
3;性能結(jié)構(gòu)
已知冷卻器的主要動力損耗在風(fēng)機的耗電及泵送系統(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)機的運作要求來講,大流量高風(fēng)壓勢必會消耗更多的電力,所以合理選擇風(fēng)機風(fēng)量與風(fēng)壓的關(guān)系,對于冷卻器也來說,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)計結(jié)果表明,其實冷卻器管內(nèi)介質(zhì)流通產(chǎn)生的壓力損失并不是一個很大的問題,完全可以通過各種方法來降低。但是,很多企業(yè)在設(shè)計冷卻器的時候,卻忽略了進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。通過調(diào)整合理的管道法蘭口徑可以解決這個問題。
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