Для простих гідростанцій, не розрахованих на тривалий режим роботи, таке питання часто навіть не варто, але для промислових рішень охолодження іноді життєво необхідно. У цій статті ми постараємося відповісти на питання, чи варто витрачати кошти на охолоджувач або ж можна обійтися без нього.
Рішення про встановлення маслоохладителя для гідростанції може бути прийнято тільки після оцінки кількості тепла, що виділяється установкою в масло і кількості тепла, яке масло може розсіяти без примусового охолодження. Тепло виділяється при втратах енергії, чим менше ефективність гідростанції, тим більше енергії необхідно для боротьби з втратами, втрати енергії зазвичай виявляють себе через виділення тепла, їх можна оцінити як.
Загальна втрата енергії = втрата енергії в насосі + втрата енергії в клапанах + втрата енергії в трубах + інші втрати
Іноді цей показник називають теплове навантаження, і якщо він більше ніж система може розсіяти, то необхідно встановлювати маслоохладитель.
Звідки з'являється тепло в гідростанції?
Саме поширена причина нагрівання в гідравлічній системі - це падіння тиску, тобто зменшення тиску при проходженні рідини через гідравлічні компоненти. Розмір клапанів і труб системи дуже важливий для зменшення нагрівання рідини, наприклад клапан потоку в CETOP3, налаштований на 80 л / хв при потоці 50 л / хв з входу А у вхід Т може мати втрату тиску в 10 бар і виділяти 0,9 кВт тепла . Вибір високо-ефективних гідравлічних насосів і моторів не менш важливий, наприклад якщо шестерний насос з приводом двигуна потужністю 11 кВт має ККД від 90 до 95%, то це означає що вихідна потужність насоса становить від 10 до 10,5 кВт, а від 0, 5 до 1 кВт енергії перетворюється в тепло. При проектуванні нової системи можна оцінити загальну кількість тепла, що виділяється, для готових ж систем теплове навантаження може бути оцінена за допомогою простого вимірювання зміни температури системи в процесі роботи.
Чи зможе гідростанція розсіяти досить тепла без маслоохладителя?
Зазвичай розмір гідравлічного бака вибирається з урахуванням достатнього обсягу для охолодження (див. Статтю "Як вибрати гідравлічний бак"). Але так само важливо враховувати режим роботи гідростанції, система працює 1 хвилину з періодичністю о 1 годині набагато менше нагріває масло і має досить час для його охолодження в порівнянні з системами, що працюють безперервно.
Втрату тепла гідравлічним баком можна оцінити використовуючи наступну формулу:
Втрата тепла в кВт = DT * S * 0,016
Де.
DT - різниця температури масла та навколишнього середовища
S - площа поверхні гідравлічного бака (за винятком днища) м2.
Наприклад якщо обсяг гідробака 55 л. площа поверхні бака 1 м2 температура навколишнього середовища дорівнює 20 С`, температура масла 60 С` отримуємо.
(60-20) * 1 * 0,016 = 0,64
Тобто гидробак може розсіяти 0,64 кВт тепла.
Максимальна температура гідравлічного масла залежить від його складу і присадок, але зазвичай температура вище 80 С `пошкоджує більшість ущільнень і прокладок а так само призводить до погіршення продуктивності. Насправді вся гідравлічна система розсіює тепло, клапани, труби, фітинги, корпусу компонент і т.д. тому для розрахунку повних теплових втрат необхідно враховувати всю площу системи. Принаймні в системах, де багато труб і використовуються великі гідроциліндри, площа їх поверхні враховувати треба. Якщо кількість тепла, що розсіюється системою менше виробленого, то необхідно використовувати маслоохладитель
Правильне проектування гідравлічної системи
Гідравлічна система може бути спроектована таким чином, що кількість джерел тепла може бути мінімізовано за рахунок правильного підбору клапанів і точної їх налаштування.
При проектуванні гідравлічний системи слід враховувати наступне.- Необхідно подбати про те, щоб гідравлічний насос не працював на повну потужність якщо система не використовується. Це означає що розвантажувальний клапан на лінії зливу повинен спрацьовувати при падінні тиску, рекомендується налаштувати клапан на мінімальне значення перепаду тиску.
- Уповільнення гідроциліндра або гідромотора за допомогою дроселя або клапана регулювання потоку. Якщо в системі використовується насос з не регульованим робочим об'ємом, використання обмежувача потоку може збільшити тиск в гідравлічному насосі вище встановленого на розвантажувальному клапані. Таким чином гідроциліндр або гідромотор всього лише сповільняться, так як частина гідравлічної рідини буде перенаправлено в бак через розвантажувальний клапан. Правильний вибір гідравлічного насоса в даній ситуації дуже важливий.
- Клапани навантаження, встановлені на занадто високий тиск можуть зажадати надмірного навантаження для спрацьовування, тому гідравлічний насос змушений буде працювати в інтенсивнішому режимі, ніж це необхідно.
- Розмір трубопроводу зазвичай недооцінюють, особливо коли використовуються довгі шланги. Наприклад шланг діаметром 3/8 "і довжиною 30 м з потоком 50 л / хв дає втрату тиску в 15 бар.
Якщо ваша гідравлічна система буде працювати безперервно, в першу чергу необхідно переконатися в тому, що вона спроектована таким чином, що може розсіювати тепло, що виділяється, якщо це не так, то використання маслоохладителем необхідно, так як дає впевненість в тому, що гідравлічна система не перегріється .
На гідростанції випробувального стенду встановлений охолоджувач, так як при її проектуванні необхідно було дотримати наступний вимоги:
- Можливість роботи в важкому режимі
- компактне виконання
- Вимоги до параметрів гідрожідкості.
Остання вимога варто розглянути докладніше. Гідростанція спроектована для випробування гідроциліндрів на наявність витоків, витримується тиск і функціонування, тому важливо, щоб випробування проходили в заданих параметрах, а також при певній температурі робочої рідини, яка повинна вписуватися в допустимий діапазон температур, щоб отримати максимально достовірний результат випробувань.
Саме ці вимоги до гідростанції обумовлюють застосування охолоджувача.