空气冷却器(air cooled heat exchanger)是利用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热,所用的空气通常由通风机供给。空气冷却器简称空冷器,以空气作为冷却剂,可用作冷却器,也可用作冷凝器。空冷器主要由管束、支架和风机组成。空气冷却器热流体在管内流动,空气在管束外吹过。由于换热所需的通风量很大,而风压不高,故多采用轴流式通风机(见流体输送机械)。
通风有鼓风和引风两种方式。鼓风式:空气先流经通风机后流入管束。引风式:空气先流经管束后流入通风机。前者操作费用较经济,产生的湍流对传热有利,使用较多。后者气流分布均匀,有利于温度控制,噪声小,是发展的方向。热流体出口温度主要靠调节通过管束的风量来控制,即调节叶片的倾角、通风机转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体,可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。
空冷器按使用场合不同,可分为电厂空冷器和石化空冷器。按冷却方式,可分为干式、湿式、以及干-湿联合式空冷器。湿式空冷器根据喷水方式,可分为表面蒸发型、增湿型和喷淋型3种,在石化工业中以后两种为主。表面蒸发式空冷器是一种利用管外水膜蒸发来强化传热、由光管组成的空冷装置。
干-湿联合式空冷器,就是将干式空冷器与湿式空冷器组合集成。组合的一般原则是,在工艺流体高温区用干式空冷器,起气体冷凝的作用;在低温区使用湿式空冷器,起冷凝液冷却的作用。总之,选择哪种形式的空冷器,要根据当地的大气温度、风速及相对湿度等环境气候条件,结合介质终冷却温度等换热工艺要求,并兼顾经济性,进行综合考量确定。
焊接翅片可将不同材料的翅片和管焊接在一起,制造简易,但焊缝中的残渣不利于传热,焊接质量。高频焊翅片利用高频发生器产生的高频电感应,使管子表面与翅片接触处产生高温而部分融化,再通过加压使翅片与管子连成一体,连接过程中无焊剂、焊料,制造简单,性能优良,是工业应用多的一种工艺。
空气(风)冷却器主要用于行走机械(挖掘机、装卸机、叉车、起重机、联合收割机、筑路机械、工程机械等),用风冷强制将工作介质冷却到要求温度。因冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流经金属表面时,有碳酸盐的生成。另外,溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀,形成铁锈。
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