Resfriador de ar de 200W, corpo de PP, mecânico

Introdução

O resfriador de ar, conhecido como arrefecedor de ar, usa o ar como refrigerante. Pode ser usado como resfriador e também como condensador. O resfriador de ar é composto principalmente por pacotes de tubos, suportes e ventiladores. O fluido quente no resfriador de ar flui dentro dos tubos e o ar sopra fora do pacote de tubos. Devido à grande quantidade de ventilação necessária para a troca de calor e à baixa pressão do ar, ventiladores axiais são mais usados (veja máquinas de transporte de fluidos). O tipo e o material do pacote de tubos do resfriador de ar têm grande influência no desempenho do resfriador de ar. Como o coeficiente de transferência de calor do lado do ar é muito pequeno, aletas são frequentemente adicionadas aos tubos para aumentar a área de transferência de calor e a turbulência do fluido e reduzir a resistência térmica. A maioria dos resfriadores de ar usa aletas radiais. Tubos lisos com diâmetro externo de 25mm, tubos com aletas baixas com altura de aleta de 12.5mm e tubos com aletas altas com altura de aleta de 16mm são geralmente usados no resfriador de ar. As aletas são geralmente feitas de um material com alta condutividade térmica (mais comumente alumínio) e são enroladas ou embutidas em um tubo liso. Para melhorar o efeito de transferência de calor do resfriador de ar, água pode ser pulverizada no ar de entrada para umidificá - lo. Isso não apenas reduz a temperatura do ar, mas também aumenta o coeficiente de transferência de calor. O uso do resfriador de ar pode economizar muita água industrial, reduzir a poluição ambiental e reduzir os custos de construção civil. Especialmente em áreas com escassez de água, substituir o resfriamento a água pelo resfriamento a ar pode aliviar a contradição da escassez de água.

Estrutura

O resfriador de ar de alta qualidade é composto principalmente por três partes: pacote de tubos, ventilador e estrutura (Figura 1). O pacote de tubos inclui um tubo de transferência de calor, uma caixa de tubos, uma viga lateral e uma viga. Pode ser disposto em três formas básicas: horizontal, vertical e inclinado no topo (em formato de herringbone) (Figura 2). Dentre elas, a disposição horizontal tem área de transferência de calor grande, distribuição de ar uniforme e bom efeito de transferência de calor; Quando disposto com inclinação no topo, o ventilador é instalado no espaço central do herringbone, ocupando área pequena e tendo estrutura compacta. Para contrariar o efeito do baixo coeficiente de transferência de calor do lado do ar, tubos com aletas na parede externa de tubos lisos são geralmente usados. O tubo com aletas como tubo de transferência de calor pode expandir a área de transferência de calor. Os tubos com aletas são dispostos em camadas e suas extremidades são conectadas à caixa de tubos por soldagem ou expansão. Geralmente, há de 3 a 8 fileiras de tubos. O tamanho da série do pacote de tubos pode chegar a 12 metros. O diâmetro externo do tubo liso é frequentemente de 25 mm e 38 mm, a altura da aleta é geralmente de 12 - 15 mm e a largura do pacote de tubos é de 100 - 3000 mm. O tubo com aletas é o elemento central do resfriador de ar, e sua forma e material afetam diretamente o desempenho do equipamento. Os tubos podem ser feitos de aço carbono, cobre, alumínio e aço inoxidável; O material da aleta é determinado de acordo com o ambiente de uso e o processo de fabricação, sendo mais comum o uso de alumínio industrial puro. Em casos onde os requisitos de prevenção de corrosão são muito altos ou em condições de processos de fabricação especiais, também são usados cobre ou aço inoxidável. As aletas podem ser dispostas horizontalmente ou longitudinalmente. As formas básicas de tubos com aletas (Figura 3) são: do tipo envoltório, do tipo inserido, do tipo laminado, do tipo com casquilho, do tipo soldado, do tipo tubo elíptico, do tipo turbulento (incluindo do tipo raio, do tipo fendido e do tipo ondulado, etc.). A estrutura da caixa de tubos do resfriador de ar inclui principalmente o tipo flangeado, o tipo bloco de tubos e o tipo coletor (Figura 4). Geralmente, o primeiro é usado para pressões médias e baixas, e os dois últimos são usados para pressões altas. Para se adaptar à expansão térmica do pacote de tubos, uma extremidade da caixa de tubos não é fixa, permitindo deslocamento ao longo do comprimento do tubo. O ventilador geralmente adota o ventilador axial.

Modo de ventilação

Existem dois modos de ventilação: sopro e sucção. ① Tipo de sopro: o ar primeiro passa pelo ventilador e depois entra no pacote de tubos. ② Tipo de sucção: o ar primeiro passa pelo pacote de tubos e depois entra no ventilador. O custo operacional do primeiro é mais econômico, a turbulência gerada é benéfica para a transferência de calor e é mais usado. A distribuição do fluxo de ar do segundo é uniforme, é favorável para o controle preciso da temperatura e tem baixo ruído, sendo a direção de desenvolvimento. A temperatura de saída do fluido quente é controlada principalmente ajustando o volume de ar que passa pelo pacote de tubos, ou seja, ajustando o ângulo de inclinação da lâmina, a velocidade do ventilador e o grau de abertura da persiana. Para o fluido que é fácil de condensar e congelar no inverno, circulação de ar quente ou aquecimento a vapor podem ser usados para ajustar a temperatura de saída do fluido.

Forma básica

As formas básicas de tubos com aletas para resfriadores de ar são: do tipo com casquilho, do tipo envoltório, do tipo laminado, do tipo soldado, do tipo tubo elíptico, do tipo inserido, do tipo turbulento, do tipo resfriador de ar com raios, do tipo fendido e do tipo ondulado. A estrutura da caixa de tubos do resfriador de ar inclui principalmente o tipo flangeado, o tipo bloco de tubos e o tipo coletor. O tipo flangeado é geralmente usado para pressões médias e baixas, e os tipos plug e coletor são usados para pressões altas.

Aplicação

O resfriador de ar (vento) é usado principalmente em máquinas autopropulsadas (escavadeiras, carregadeiras, empilhadeiras, guindastes, colheitadeiras combinadas, máquinas de construção de estradas, máquinas de construção, etc.), resfriando forçadamente o fluido de trabalho com ar até a temperatura necessária.

Limpeza

A maioria da água de resfriamento contém íons de cálcio, magnésio e carbonatos ácidos. Quando a água de resfriamento flui sobre a superfície do metal, carbonatos são formados. Além disso, o oxigênio dissolvido na água de resfriamento causa corrosão do metal, formando ferrugem. Devido à formação de incrustações de ferrugem, o efeito de transferência de calor do condensador diminui. Em casos graves, a água de resfriamento tem que ser pulverizada fora da carcaça, e os tubos podem ser bloqueados quando a incrustação é grave, de modo que o efeito de troca de calor perde sua eficácia. Os dados de pesquisa mostram que os depósitos de incrustações têm grande impacto na perda de transporte de calor, e o aumento dos depósitos leva ao aumento dos custos de energia. Até mesmo uma camada muito fina de incrustação pode aumentar os custos operacionais da parte incrustada do equipamento em mais de 40%. Manter os canais de resfriamento livres de depósitos minerais pode melhorar a eficiência, economizar energia, prolongar a vida útil do equipamento e economizar tempo e custos de produção.

Métodos tradicionais de limpeza, como o método mecânico (raspar, escovar) e a água sob alta pressão, a limpeza química (ácido) apresentam muitos problemas no equipamento durante a limpeza, como: não conseguem remover completamente as incrustações e outros sedimentos, a corrosão ácida forma furos no equipamento, o ácido residual causa corrosão secundária do material ou corrosão sob as incrustações, levando eventualmente à substituição do equipamento. Além disso, os líquidos de limpeza são tóxicos e são necessários muitos recursos para o tratamento de águas residuais.