مبدل حرارتی در سیستم های هیدرولیکی

مبدل حرارتی روغن هیدرولیک

یکی از حالت های بحرانی روغن هیدرولیک این است که در دمای کاری مناسب نگهداری شود. وقتی که دمای روغن هیدرولیک کاهش پیدا کند ، ویسکوزیته افزایش ، پمپ کردن آن دشوارتر ، افت فشار بیشتر و احتمال ایجاد کاویتاسیون نیز افزایش می یابد. وقتی که دمای روغن هیدرولیک افزایش یابد ، ویسکوزیته و روغن کاری آن کاهش و نرخ اکسیده شدن را افزایش می دهد. جهت کنترل دمای روغن و گرفتن گرمای اضافه آن از مبدل حرارتی در سیستم های هیدرولیکی ( مبدل حرارتی روغن هیدرولیک یا کولر روغن هیدرولیک ) استفاده می شود تا ویسکوزیته آن در محدوده قابل قبول قرار بگیرد.

در مبدل حرارتی روغن هیدرولیک از سیالات در دسترس مانند هوا یا آب برای گرفتن یا دادن حرارت به روغن استفاده می شود. ساده ترین نوع کولر روغن هیدرولیک (خنک کننده ها) رادیاتورها هستند که با استفاده از فن و هوا ، لوله های حاوی روغن هیدرولیک را خنک می کنند. این مبدل ها نام دیگری نیز دارند که در ابعاد صنعتی به آن درای کولر گفته می شود که به صورت هوا خنک طراحی و ساخته می شوند. از این کولرها در صنایع هیدرولیکی سبک تا سنگین استفاده می شود.

مطالعه بیشتر درباره طرز کار و انواع مبدل های هوا خنک در این متن ⇐ درای کولر

در صنایع هیدرولیکی سنگین تر معمولا از مبدل های حرارتی آبی (آب خنک) استفاده می شود. این مبدل ها در انواع گوناگون توسط شرکت ما طراحی و ساخته می شوند. از جمله پر کاربردترین آنها، مبدل حرارتی پوسته و لوله و نیز مبدل صفحه ای است. از این مبدل ها علاوه بر گرفتن گرما از روغن هیدرولیک به عنوان گرم کننده روغن نیز می توان استفاده نمود تا دمای روغن از حد قابل قبول نیز کمتر نشود. (هر چند برای گرم کردن روغن هیدرولیک معمولا از هیترهای الکتریکی استفاده می شود تا مدار گرم نمودن سیال ساده تر شود و پیچیدگی های مدار هیدرولیکی حذف گردد)

دو نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله در سیستم های هیدرولیکی  :

1 . مبدل های با لوله های U شکل

2 . مبدل های با لوله مستقیم

معمولا در دما و فشارهای بالا از نوع U شکل استفاده می شود.

مبدل های پوسته و لوله در صنعت هیدرولیک از دسته ای از لوله های با قطر کم (فین تیوب یا لوله فین دار) که در پوسته جاسازی شده اند ، تشکیل شده اند. مایع خنک کننده (معمولا آب) از درون لوله ها و سیال هیدرولیک از اطراف لوله ها حرکت می کند. این مبدل ها بسیار کم حجم (compact) و قابل اعتماد هستند و اغلب نصب و نگهداری آنها ارزان قیمت است.

برای افزایش سطح انتقال حرارت و کوچکتر شدن ابعاد مبدل ، اطراف لوله ها از پره هایی استفاده می شود که در اصطلاح به لوله و پره آن فین تیوب (لوله پره دار) گفته می شود. علاوه بر مبدل های پوسته و لوله ، امروزه از مبدل های صفحه ای نیز استفاده می شود که ابعاد مبدل را کاهش می دهد. این مبدل ها از تعدادی صفحه آب بندی شده نسبت به یکدیگر از جنس فولاد ضد زنگ (و با الگوی یکی در میان حاوی روغن هیدرولیک و سیال خنک کننده) ساخته می شوند.

مطالعه بیشتر درباره ساختار و انواع مبدل های پوسته و لوله در این مقاله ⇐ مبدل حرارتی پوسته و لوله

تقریبا همه مبدل ها باید در سمت کم فشار روغن هیدرولیک نصب شوند. این مبدل ها باید توسط یک سوپاپ اطمینان در برابر آسیب های ناشی از بالا رفتن فشار محافظت شوند. برای جلوگیری از رسوب مواد موجود در آب بر سطح داخلی لوله ها از مواد افزودنی شیمیایی استفاده می شود.

طراحی و ساخت مبدل حرارتی در سیستم های هیدرولیکی

در طراحی مبدل و انتخاب ظرفیت مناسب آن ابتدا اطلاعات لازم جمع آوری می گردد که مهمترین آنها عبارتند از :

1 . بار حرارتی روغن هیدرولیک بر حسب BTU/min

2 . شدت جریان روغن

3 . حداکثر دمای روغن

4 . تغییرات دمای هوای محیط در طول کارکرد سیستم هیدرولیک

5 . آلاینده های محیطی که می تواند بر عملکرد دستگاه تاثیر بگذارد

6 . حداکثر افت فشار قابل قبول

7 . دمای آب ورودی در صورت آب خنک بودن

8 . نرخ جریان آب و …

نکته اینکه ما در شرکت ماخ طی سال های گذشته انواع مبدل حرارتی ، کندانسور و اواپراتور و کویل آنها را طراحی و تولید می کردیم ولی در حال حاضر با توجه به تغییر سیاست های کاری شرکت ، ما دستگاه کندانسور ، اواپراتور و مبدل حرارتی (چه برای خنک کاری روغن هیدرولیک و چه هر نوع کاربری دیگری) طراحی و تولید نمی کنیم و هیچ نوعی از آنها (نه نوع پوسته و لوله ، نه صفحه ای و نه هوا خنک) در سبد محصولات ما قرار ندارد. لطفا در این خصوص با مهندسان ما تماس نگیرید. این مقاله صرفا مقاله ای آموزشی برای آشنایی با نقش مبدل حرارتی در سیستم های هیدرولیکی (کولر روغن هیدرولیک) است. 

مطالعه بیشتر ⇐ انواع مبدل های حرارتی

بررسی نقش مبدل ها در صنعتی داروسازی در این مقاله ⇐ مبدل حرارتی در صنعت داروسازی