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發布時間：2021-3-15

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冷卻器工作原理及設計優化

冷卻器簡稱為空冷器，也可以叫空冷式換熱器，它以環境空氣作為換熱介質，依靠翅片管作為強化管外空氣的傳熱能力，在熱傳導的作用下，管內介質的熱能會傳遞到翅片端，再通過風機強制流通，讓空氣橫掠翅片管管束帶走熱量，達到冷卻冷凝管內介質的目的。在煉油，化工，現代過程工藝中是非常重要的過程設備。其換熱能力的高低直接制約其它產能，所以其研究開發一直很受重視，一般都是從設計，制造結構上去改善其傳熱機理。
本文就簡單的干式空冷器為例，暫不設計濕空冷和干濕聯合空冷器。優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的鋼鋁復合翅片管，換熱面積才1.09平方。當管內膜傳熱系數與管外膜傳熱西施差距較大的時候，就應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。我們提倡非標定制，以滿足最合理的換熱需求，滿足當地最惡劣的工作環境下設備性能依舊可以達標為基準。目前很多用戶采用標準系列，這也不是不可以，但如果設備參數遠大于設計要求就不可取了。比如，一臺800平方的冷卻器就可以達到各項指標要求，非得采用2000平方的空冷器。設備投資太大不說，平時運行成本也是個極大的浪費，經年累月的合計運行成本過高對于企業來說也是很大的負擔。
3；性能結構
已知冷卻器的主要動力損耗在風機的耗電及泵送系統，那么在滿足工藝條件風量要求允許的情況下，應盡量采用較低的風壓。從風機的運作要求來講，大流量高風壓勢必會消耗更多的電力，所以合理選擇風機風量與風壓的關系，對于冷卻器也來說，也是非常重要的。管內介質也是一樣，首先應該滿足管內介質一直處于一種旺盛湍流的情況，讓雷諾數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異的發揮。多年設計結果表明，其實冷卻器管內介質流通產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，很多企業在設計冷卻器的時候，卻忽略了進出口管道通徑的合理性，水側壓力損失在此消耗的比較多。通過調整合理的管道法蘭口徑可以解決這個問題。
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