冷却器工作原理及设计优化---江苏泰州耀鑫机械制造有限公司

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发布时间：2021-3-15

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冷却器工作原理及设计优化

冷却器简称为空冷器，也可以叫空冷式换热器，它以环境空气作为换热介质，依靠翅片管作为强化管外空气的传热能力，在热传导的作用下，管内介质的热能会传递到翅片端，再通过风机强制流通，让空气横掠翅片管管束带走热量，达到冷却冷凝管内介质的目的。在炼油，化工，现代过程工艺中是非常重要的过程设备。其换热能力的高低直接制约其它产能，所以其研究开发一直很受重视，一般都是从设计，制造结构上去改善其传热机理。
本文就简单的干式空冷器为例，暂不设计湿空冷和干湿联合空冷器。优化一般从三方面去考虑；
1；翅片类型的选择
由于不同工艺条件许用的材质不同，可选的翅片类型，其换热性能差异很大。同样的翅片管束，换热面积可以相差30-50%左右，以钢铝复合翅片管为例，采用25*2.5-57/2.3/0.3的翅片管，其换热面积可以达到1.65平方/米，而25*2.5/50/3.0/0.35的钢铝复合翅片管，换热面积才1.09平方。当管内膜传热系数与管外膜传热西施差距较大的时候，就应该考虑高翅片的类型。某些场合，可以采用亲水铝箔的铜管串片的翅片形式，其单位的换热面积更大，传热能力更高。用这样的翅片做成的冷却器具有高性价比也就不奇怪了。
2；合理的传热面积计算和定制条件
每一个工况条件都不一样，同样的操作工艺使用地点的不同，受大气候影响的条件也不一样。我们提倡非标定制，以满足最合理的换热需求，满足当地最恶劣的工作环境下设备性能依旧可以达标为基准。目前很多用户采用标准系列，这也不是不可以，但如果设备参数远大于设计要求就不可取了。比如，一台800平方的冷却器就可以达到各项指标要求，非得采用2000平方的空冷器。设备投资太大不说，平时运行成本也是个极大的浪费，经年累月的合计运行成本过高对于企业来说也是很大的负担。
3；性能结构
已知冷却器的主要动力损耗在风机的耗电及泵送系统，那么在满足工艺条件风量要求允许的情况下，应尽量采用较低的风压。从风机的运作要求来讲，大流量高风压势必会消耗更多的电力，所以合理选择风机风量与风压的关系，对于冷却器也来说，也是非常重要的。管内介质也是一样，首先应该满足管内介质一直处于一种旺盛湍流的情况，让雷诺数处于一个合理的水平，提高翅片管的传热能力，使冷却器的换热性能可以一直优异的发挥。多年设计结果表明，其实冷却器管内介质流通产生的压力损失并不是一个很大的问题，完全可以通过各种方法来降低。但是，很多企业在设计冷却器的时候，却忽略了进出口管道通径的合理性，水侧压力损失在此消耗的比较多。通过调整合理的管道法兰口径可以解决这个问题。
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