熱交換器的介紹及分類

液壓系統中，油液的工作溫度一般在40～60℃為宜，最高不高于60℃，最低不低于15℃。溫度過高將使油液迅速裂化變質，同時使液壓泵的容積效率下降；溫度過低則液壓泵吸油困難。為控制油液溫度，油箱常配有冷卻器和加熱器，統稱為熱交換器。

1．冷卻器

冷卻器除了可以通過管道散熱面積直接吸收油液中的熱量外，還可以使油液流動出現紊流時通過破壞邊界層來增加油液的傳熱系數。對冷卻器的基本要求是：在保證散熱面積足夠大、散熱效率高和壓力損失小的前提下，應結構緊湊、堅固、體積小、重量輕，最好有自動控制油溫裝置，以保證油溫控制的準確性。冷卻器根據冷卻介質的不同，分為水冷式和風冷式。

(1)水冷式冷卻器。水冷式冷卻器的主要形式為多管式、板式和翅片式。

多管式冷卻器的典型結構如圖35所示。工作時，冷卻水從管內通過，高溫油液從殼體內管間流過實現熱交換。為提高散熱效果，用隔板將銅管分成兩部分，冷卻水流經一部分銅管后再流經另一部分銅管。冷卻器內還安裝有擋板，擋板與銅管垂直放置。因采用強制對流（油液與冷卻水同時反向流動）方式，所以這種冷卻器傳熱效率高，冷卻效果好。

 

圖36所示為翅片式冷卻器。為增強油液的傳熱效果和散熱面積，油管的外面加裝有橫向或縱向的散熱翅片（厚度為0.2～0.3mm的鋁片或銅片）。由于帶有翅片式的冷卻器散熱面積是光油管散熱面積的8～10倍，因此翅片式冷卻器不僅冷卻效果好，而且體積小、重量輕。

(2)風冷式冷卻器。風冷式冷卻器多采用自然通風冷卻，常用有翅管式和翅片式。

(3)翅管式風冷式冷卻器的油管外壁繞焊有鋁或銅的翅片，其傳熱系數比光油管提高2倍以上。

(4)翅片式風冷式冷卻器的結構原理與翅片式水冷式冷卻器（見圖36）相似。若采用強制通風冷卻，冷卻效果會更好。

2．加熱器

油箱的溫度過低時（＜10℃)，因油液黏度較高，不利于液壓泵吸油和啟動，因此需要加熱將油液溫度提高到15℃以上。液壓系統油液預加熱的方法主要以下幾種。

(1)利用流體阻力損失加熱。一般先啟動一臺泵，讓其全部油液在高壓下經溢流閥流回油箱，泵的驅動功率完全轉化為熱能，使油溫升高。

(2)采用蛇形管蒸汽加熱。設置一獨立的循環回路，油液流經蛇形管經蒸汽加熱。此時應注意的是：高溫介質的溫度不得超過120℃，被加熱油液應有足夠的流速，以免油液被燒焦。

(3)利用電加熱器加熱。電加熱器有定型產品可供選用，一般水平安裝在油箱內(見圖37)，其加熱部分全部浸入油中，嚴防因油液的蒸發導致油面降低使加熱部分露出油面。安裝位置應使油箱中的油液形成良好的自然對流。

采用電加熱器加熱時，可根據計算所需功率選用電加熱器的型號。單個加熱器的功率不能太大，以免其周圍油液過度受熱而變質，建議盡可能用多個電加熱器的組合形式以便于分級加熱。同時要注意電加熱器長度的選取，以保證水平安裝在油箱內。