高质量液压泵站散热理论也不同

栏目:带压开孔工程 发布时间:2021-12-08 作者: 先锋管道 来源: 原创 浏览量: 727
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液压泵站可以为管道工程中带压开孔机、管道防爆切割机及液压泥浆泵等液压设备提供稳定动力的设备单元。

液压泵站可以为管道工程中带压开孔机、管道防爆切割机及液压泥浆泵等液压设备提供稳定动力的设备单元。

作为管道工程中所用的液压系统动力输出部件,其原动机和油泵无疑是最重要的。液压泵站的所选用的油泵取决于两个较为重要参数:压力和流量。

泵站工作的压力决定了油泵的结构形式和厂家,一般管道工程中所用10MPa压力即考虑了结构简单便于维护的齿轮泵,其价格也比较合适。而液压系统的流量则决定了油泵的排量和是否采用变量。



液压泵站所用的原动机种类有很多种(如汽油发动机、柴油发动机、电动机等),本文在这里并不展开重要的几个参数怎么计算得出。

而油泵的输入扭矩和系统压力以及排量有关T=P·V/2π(V排量),根据这个值加上一定的安全余量来确定原动机的扭矩。油泵理论输入功率P=P·Q/60(Q流量),根据功率值来确定原动机的功率。假如原动机是电机的话除了这两点意外还要考虑防护等级以及工作制情况。

而工作中的液压油在高温下会氧化失效,我们要使其保持在一个合适的温度下才能保障液压系统的正常运转。液压系统中的液压油的工作温度一般不高于70℃,当油箱本身散热能力不够时就需要增加散热器,系统的发热功率也是有参考值的一般按照原动机的1/3左右进行设计和测算的。

在讲述散热器设计及定型之前,先要了解一下散热器的基本原理,其主要是通过热辐射和强力对流两种方式进行散热的:

1. 何为热辐射?

物体通过电磁波传递能力的方式称为辐射。自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度以上,都以电磁波的形式时刻不停地向外传送热量,称为热辐射。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。

2.辐射与传导或对流传热的最大不同是:

辐射传热是双向的。自然界中的个物体都不停地向空间发出热辐射,同时又不断地吸收其它物体发出的热辐射。即低温物体也有向高温物体的热辐射。

热辐射的能量传递不需要借助于其它介质,而且在真空中传递的效率最高,是一种非接触式传热。



3.液压系统的中的散热系统中,散热片能够产生的热辐热越大,越能将液压系统的热量更大范围地向四周的空气及物体中排放,并且有风扇的辐助作用,可以更快地将热辐射所产生的热量带走。因此,我们要改变一下观念,并不是风扇的动力越强带走的热量越多,而是散热器片能够产生更多的热辐射,才能排放出更多的液压系统内的热量。

因此,散热器片由原来的管式应当改为更为先进的翅片式散热器。它是通过在普对抗赛的基管上加装翅片来达到强化传热的目的,基管可以采用钢管、不锈钢管、钢管等,翅片则可以采用钢带、不锈钢带、铜带及铝带。

目前管道工程类工程中使用最广泛的是钢铝复合型翅片,它利用于钢管的耐压性和铝的高效导热性能,在专用的机床上复合而成,其接触热阻在210摄氏度的工作情况下几乎为零。因此在液压泵站有限的设备空间内增加外壁散热面积、增大散热片周围空气流动速度及增加散热翅片向外热辐射强度为最优选择。



辐射传热的理论计算方式:

实际物体在单位时间内发出的辐射热流量可以采用斯特凡-波兹曼定律(Stefan – Boltzmann 定律:从一个表面发生的总辐射功率与其绝对温度的四次方成正比,计算公式如下:

ETb=σT^4(igma T^4)

式中:

σ为常数,值为8.25X10-11卡(厘为2..4

varepsilon称为物体的发射率,习惯上称为黑度 Emissivity,它与物体的种类及表面状态有关。

一种简单的辐射传热情形是,一个表面积为A,表面温度为T_1,发射率为varepsilon的物体被包容在一个很大的表面温度为T_2的空腔内,此时该物体与空腔表面的辐射换热量按下式计算:

ETb=\varepsilon A \sigma (T_1^4-T_2^4)

液压系统内散热片与腔体的辐射传热量就可以用上面这个算式。一般来说T_1大于T_2 数值越大散出的热量越大,散热效果越好。所以如果能提高物体的发射率varepsilon,就能提供散热片的辐射散热能力。

物体表面的发射率取决于物质种类、表面温度和表面状况。表面状况对发射率有很大的影响。同一种金属材料,高度抛光表面的发射率很小,而粗糙表面和受氧化作用后的表面的发射率常常为抛光表面的数倍。