【壓縮機網】所有大氣中都含有一定量的水蒸氣,在某些環境中,濕度水平可能會變得很高,但是,為了保持壓縮空氣設備連續地運行,保持環境干燥至關重要。這是因為在壓縮空氣時,空氣中的濕氣濃度會變得更高。為應對這種含濕量的一種方法是空壓機后端必須設置后冷卻器,本文主要簡述后冷卻器的工作原理。
一、物質間熱量傳遞的三種方式
一個物體內溫度不同、不同物體或系統間存在溫度差都會發生熱傳遞,直到溫度相同為止,熱傳遞才結束。物質間熱傳遞三種形式:導熱、對流和輻射。一般情況下,熱傳遞的三種形式會同時發生,但是并不同量。
(1)導熱是通過粒子的直接接觸而傳遞熱量。它發生在兩個固體間,或者是在氣體或液體的薄層間進行。振動原子釋放出它們的部分動能,傳遞給相鄰的震動較小的原子。
?。?)對流是溫度高的固體表面與相鄰靜止或移動流體(氣體或液體)之間傳熱,其中流體的某部分與其它流體混合會加強對流作用。它可以是自然對流,即密度不同導致的自然流動,這主要是因為溫度不同?;蛴蓹C械作用而產生的流體運動即強制對流,例如風機或泵。由于較高的混合速度,強制對流會產生較強的熱傳遞。
?。?)熱輻射是通過空間來傳遞熱量的。所有溫度高于0K(絕對零度)的物體都會通過電-磁輻射向周圍釋放熱量。當熱輻射到某物體,部分能量就被吸收,加熱該物體。未被吸收的熱量則通過該物體或被物體反射。
現實情況下,熱傳遞是熱量通過導熱、對流和輻射三者來一起傳遞的總和。
螺桿空壓機的動力來源為電能,根據熱力學第一定律即能量守恒與互換定律,輸入的電能轉化為電動機旋轉的機械能(電機的輸出功率P2)+電動機發熱的熱能Q兩部分,稱之為電機的輸入功率P,電動機的輸出功率P與電動機的輸入功率P之比的百分數,叫做電動機的效率η。因此,電機發熱的熱量大小取決于電機的效率值η,效率值η越大,電動機的輸出功率增大,電動機的發熱量減小。
螺桿空壓機的電動機通過聯軸器與壓縮機的輸入軸連接在一起,電動機的輸出功率P通過聯軸器直接傳遞給壓縮機的輸入軸,稱之為壓縮機的輸入功率,又叫做壓縮機的軸功率P軸。由于聯軸器的傳遞效率非常高,可以忽略其傳遞時的能量損失,即認為電動機的輸出功率P=壓縮機的軸功率P軸。根據壓縮機的工作過程及熱力學第一定律原理在熱與功方面的轉化關系,壓縮機的軸功率P軸最終轉換為壓縮氣體的內能及釋放出熱量。
綜合以上的分析,噴油螺桿空壓機的熱量分布,其細分有電機散熱量Q,主機外表的散熱量Qz,油氣及其管路外表的散熱量Qyr,油冷卻器外表的散熱量Q,后冷卻器外表的散熱量Qh,油冷卻器散熱量Q,后冷卻器氣體散熱量Qhs,進出口空氣含濕量差(冷凝水)的熱量Qs,對于噴油螺桿壓縮機其供氣溫度要求與進氣溫度一致,故不存在壓縮氣體能額外帶走的熱量。那么這些熱量怎么處理?只有一種方法——加裝換熱器,將熱量散發出去。
三、換熱器選型計算及公式
(1)求熱負荷Q,
ρ·Cp·Δt·G=Q
(2)求冷熱流體進出口溫度,
t2=t1+Q/G·ρ·Cp
(3)冷熱流體流量,
G=Q/ρ·Cp·(t2-t1)
(4)求平均溫度差Δtm,
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
(5)選擇板型
若所有的板型選擇完,則進行結果分析。
(6)由K值范圍,計算板片數范圍Nmin,Nmax
?。蝝in=Q/Kmax·Δtm·FP·β
?。蝝ax=Q/Kmin·Δtm·FP·β
(7)取板片數N(Nmin≤N≤Nmax)
(8)取N的流程組合形式,若組合形式取完則做(7)。
(9)求Re、Nu
Nu=W·Re·de/v
Nu=a1 Re2 Pr3
(10)求a,K傳熱面積F
F=Nua·λ/de
K=1/ah+1/ac+γc+γc+δ/λ0
F=Q/K·Δtm·β
(11)由傳熱面積F求所需板片數NN,NN=F/Fp+2
(12)若N<NN,做(8)。
(13)求壓降Δp
Δp=Eu·a·Rea5
Δ=Eu·ρ·W2·φ
(14)若Δp>Δ,做(8);
若Δp≤Δ允,記錄結果,做(8)。
注:1.(1)、(2)、(3)根據已知條件的情況進行計算。
2.當T1-t2=T2-t1時采用Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
3.修正系數β一般在0.7~0.9。
壓降修正系數φ,單流程φ度=1~1.2,二流程、三流程φ=1.8~2.0,四流程φ=2.6~2.8。a1、a2、a3、a4、a5為常系數。
![20240903636339.jpg 90.jpg](/uploadfile/2024/0903/20240903636339.jpg)
上圖顯示了在逆流與平行流的換熱器中溫度的梯度變化。
四、空氣壓縮機后冷卻器的作用
后冷卻器冷卻熱壓縮空氣,同時除去冷凝水,這可防止濕氣在壓縮機管道系統中積聚。空氣壓縮機后冷卻器為水冷式或風冷式,通常配有水分離器和自動排放裝置。為了有效地工作,務必在空氣壓縮機附近安裝后冷卻器。許多壓縮機都配有內置后冷卻器,如果安裝正確,后冷卻器將收集空氣壓縮機產生的大部分冷凝水。通常,流經后冷卻器的壓縮空氣溫度比冷卻液溫度高10℃左右。
五、如何配備后冷卻器
借助這種內置設備,多達70%的濕氣會轉化為水并被排出。根據企業的應用,企業可能需要添加額外的后冷卻器,比如進口一線品牌(如阿特拉斯·科普柯、壽力等)一般都配有后冷卻器外加油污過濾器,有效的將后冷卻器中冷凝出來的水分自動排放。后冷卻器通常非常高效,確保在連接到壓縮機時不會造成空氣壓力損失。此外,它們通常不會增加需求或額外的能源成本。
后冷卻器分為水冷式與風冷式,性能對比如下:
對于水冷式后冷卻器,冷卻水和氣流的泵送方向相反,以保持干燥的環境。
對于風冷式后冷卻器,電風扇推動冷卻空氣流經散熱片,以排出水蒸氣。此過程需要消耗一些能源。
這兩種類型都配有排放裝置,以確保正確地除去濕氣。此外,為了確保耐久性一般使用不銹鋼等耐用材料制造后冷卻器。這些要素可確保較長的使用壽命,便于清潔和維護。另外,選擇后冷卻器取決于空壓機產生/需要的空氣壓力。通常,風冷式機型適用于空氣流量較低的應用,而水冷式機型則可以支持更高的容量。
【壓縮機網】所有大氣中都含有一定量的水蒸氣,在某些環境中,濕度水平可能會變得很高,但是,為了保持壓縮空氣設備連續地運行,保持環境干燥至關重要。這是因為在壓縮空氣時,空氣中的濕氣濃度會變得更高。為應對這種含濕量的一種方法是空壓機后端必須設置后冷卻器,本文主要簡述后冷卻器的工作原理。
一、物質間熱量傳遞的三種方式
一個物體內溫度不同、不同物體或系統間存在溫度差都會發生熱傳遞,直到溫度相同為止,熱傳遞才結束。物質間熱傳遞三種形式:導熱、對流和輻射。一般情況下,熱傳遞的三種形式會同時發生,但是并不同量。
(1)導熱是通過粒子的直接接觸而傳遞熱量。它發生在兩個固體間,或者是在氣體或液體的薄層間進行。振動原子釋放出它們的部分動能,傳遞給相鄰的震動較小的原子。
?。?)對流是溫度高的固體表面與相鄰靜止或移動流體(氣體或液體)之間傳熱,其中流體的某部分與其它流體混合會加強對流作用。它可以是自然對流,即密度不同導致的自然流動,這主要是因為溫度不同?;蛴蓹C械作用而產生的流體運動即強制對流,例如風機或泵。由于較高的混合速度,強制對流會產生較強的熱傳遞。
?。?)熱輻射是通過空間來傳遞熱量的。所有溫度高于0K(絕對零度)的物體都會通過電-磁輻射向周圍釋放熱量。當熱輻射到某物體,部分能量就被吸收,加熱該物體。未被吸收的熱量則通過該物體或被物體反射。
現實情況下,熱傳遞是熱量通過導熱、對流和輻射三者來一起傳遞的總和。
螺桿空壓機的動力來源為電能,根據熱力學第一定律即能量守恒與互換定律,輸入的電能轉化為電動機旋轉的機械能(電機的輸出功率P2)+電動機發熱的熱能Q兩部分,稱之為電機的輸入功率P,電動機的輸出功率P與電動機的輸入功率P之比的百分數,叫做電動機的效率η。因此,電機發熱的熱量大小取決于電機的效率值η,效率值η越大,電動機的輸出功率增大,電動機的發熱量減小。
螺桿空壓機的電動機通過聯軸器與壓縮機的輸入軸連接在一起,電動機的輸出功率P通過聯軸器直接傳遞給壓縮機的輸入軸,稱之為壓縮機的輸入功率,又叫做壓縮機的軸功率P軸。由于聯軸器的傳遞效率非常高,可以忽略其傳遞時的能量損失,即認為電動機的輸出功率P=壓縮機的軸功率P軸。根據壓縮機的工作過程及熱力學第一定律原理在熱與功方面的轉化關系,壓縮機的軸功率P軸最終轉換為壓縮氣體的內能及釋放出熱量。
綜合以上的分析,噴油螺桿空壓機的熱量分布,其細分有電機散熱量Q,主機外表的散熱量Qz,油氣及其管路外表的散熱量Qyr,油冷卻器外表的散熱量Q,后冷卻器外表的散熱量Qh,油冷卻器散熱量Q,后冷卻器氣體散熱量Qhs,進出口空氣含濕量差(冷凝水)的熱量Qs,對于噴油螺桿壓縮機其供氣溫度要求與進氣溫度一致,故不存在壓縮氣體能額外帶走的熱量。那么這些熱量怎么處理?只有一種方法——加裝換熱器,將熱量散發出去。
三、換熱器選型計算及公式
(1)求熱負荷Q,
ρ·Cp·Δt·G=Q
(2)求冷熱流體進出口溫度,
t2=t1+Q/G·ρ·Cp
(3)冷熱流體流量,
G=Q/ρ·Cp·(t2-t1)
(4)求平均溫度差Δtm,
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
(5)選擇板型
若所有的板型選擇完,則進行結果分析。
(6)由K值范圍,計算板片數范圍Nmin,Nmax
?。蝝in=Q/Kmax·Δtm·FP·β
?。蝝ax=Q/Kmin·Δtm·FP·β
(7)取板片數N(Nmin≤N≤Nmax)
(8)取N的流程組合形式,若組合形式取完則做(7)。
(9)求Re、Nu
Nu=W·Re·de/v
Nu=a1 Re2 Pr3
(10)求a,K傳熱面積F
F=Nua·λ/de
K=1/ah+1/ac+γc+γc+δ/λ0
F=Q/K·Δtm·β
(11)由傳熱面積F求所需板片數NN,NN=F/Fp+2
(12)若N<NN,做(8)。
(13)求壓降Δp
Δp=Eu·a·Rea5
Δ=Eu·ρ·W2·φ
(14)若Δp>Δ,做(8);
若Δp≤Δ允,記錄結果,做(8)。
注:1.(1)、(2)、(3)根據已知條件的情況進行計算。
2.當T1-t2=T2-t1時采用Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
3.修正系數β一般在0.7~0.9。
壓降修正系數φ,單流程φ度=1~1.2,二流程、三流程φ=1.8~2.0,四流程φ=2.6~2.8。a1、a2、a3、a4、a5為常系數。
上圖顯示了在逆流與平行流的換熱器中溫度的梯度變化。
四、空氣壓縮機后冷卻器的作用
后冷卻器冷卻熱壓縮空氣,同時除去冷凝水,這可防止濕氣在壓縮機管道系統中積聚。空氣壓縮機后冷卻器為水冷式或風冷式,通常配有水分離器和自動排放裝置。為了有效地工作,務必在空氣壓縮機附近安裝后冷卻器。許多壓縮機都配有內置后冷卻器,如果安裝正確,后冷卻器將收集空氣壓縮機產生的大部分冷凝水。通常,流經后冷卻器的壓縮空氣溫度比冷卻液溫度高10℃左右。
五、如何配備后冷卻器
借助這種內置設備,多達70%的濕氣會轉化為水并被排出。根據企業的應用,企業可能需要添加額外的后冷卻器,比如進口一線品牌(如阿特拉斯·科普柯、壽力等)一般都配有后冷卻器外加油污過濾器,有效的將后冷卻器中冷凝出來的水分自動排放。后冷卻器通常非常高效,確保在連接到壓縮機時不會造成空氣壓力損失。此外,它們通常不會增加需求或額外的能源成本。
后冷卻器分為水冷式與風冷式,性能對比如下:
對于水冷式后冷卻器,冷卻水和氣流的泵送方向相反,以保持干燥的環境。
對于風冷式后冷卻器,電風扇推動冷卻空氣流經散熱片,以排出水蒸氣。此過程需要消耗一些能源。
這兩種類型都配有排放裝置,以確保正確地除去濕氣。此外,為了確保耐久性一般使用不銹鋼等耐用材料制造后冷卻器。這些要素可確保較長的使用壽命,便于清潔和維護。另外,選擇后冷卻器取決于空壓機產生/需要的空氣壓力。通常,風冷式機型適用于空氣流量較低的應用,而水冷式機型則可以支持更高的容量。
網友評論
條評論
最新評論