یکی از مهم ترین مسائل در انتخاب خنک کن روغن هیدرولیک و یا هر مبدل حرارتی دیگر، توجه به پارامتر های عملکردی نظیر فشار، دما و … سیال خنک کننده و خنک شونده است. با توجه به این که مبدل های حرارتی در انواع مختلف و برای کاربرد های مختلف ساخته می شوند، باید قبل از بحث در مورد جزیئات مبدل حرارتی، نوع خنک کن به طور کلی مشخص گردد. لذا در این مقاله قصد داریم، کاربرد ها و شرایط کاری هر یک از انواع مبدل حرارتی را تشریح کنیم، تا بر این اساس بتوان به یک طرح اولیه از خنک کن روغن هیدرولیک رسید.
انواع خنک کن روغن هیدرولیک
یکی از مهم ترین مراحل در انتخاب و خرید خنک کن روغن هیدرولیک، انتخاب نوع خنک کن با توجه به شرایط مسئله است. خنک کن روغن هیدرولیک اغلب به سه صورت مبدل حرارتی پوسته و لوله، مبدل حرارتی هوا خنک و مبدل حرارتی صفحه ای تولید و استفاده می شوند که ادامه به تشریح کاربرد هر یک خواهیم پرداخت:
مبدل حرارتی پوسته و لوله
این مبدل حرارتی که از یک پوسته و تعدادی لوله در داخل آن تشکیل شده است، از سیال آب برای خنک کاری روغن استفاده می گردد. سیال آب در داخل لوله های مسی و روغن داغ روی لوله ها و داخل پوسته بدون تماس با سیال آب جریان پیدا می کند. آب به دلیل اینکه ظرفیت گرمایی ویژه و چگالی بالاتری نسبت به سایر سیالات دارد، در اغلب خنک کن ها از آب استفاده می گردد. به این نوع مبدل حرارتی، مبدل حرارتی آب و روغن یا خنک کن روغن آب خنک نیز گفته می شود. در مواردی که به نرخ انتقال حرارت بالا نیاز است و در عین حال افت فشار روغن پس از خروج از مبدل حرارتی بسیار حائز اهمیت می باشد، استفاده از مبدل حرارتی پوسته و لوله پیشنهاد می گردد.
مبدل حرارتی هوا خنک
در این مبدل حرارتی، روغن داغ توسط جریان هوا چه به صورت اختیاری و چه به صورت اجباری توسط فن خنک می گردد. به دلیل این که سیال هوا به نسبت آب از چگالی و ظرفیت گرمایی ویژه پایین تری برخوردار است لذا لوله های حاوی روغن در این مبدل حرارتی به صورت پره دار ( فین دار ) ساخته می شود تا سطح تبادل حرارتی با هوا به بیشترین مقدار ممکن برسد. ولی با این حال به ازای نرخ انتقال حرارت یکسان، مبدل حرارتی هوا خنک ابعاد بیشتری نسبت به مبدل حرارتی پوسته و لوله دارد. لذا در موارد زیر استفاده از مبدل حرارتی هوا خنک پیشنهاد می گردد:
- نمی خواهید، فشار روغن پس از خروج از مبدل حرارتی، افت بیش از حد داشته باشد.
- دسترسی به جریان آب مشکل بوده و یا استفاده از آن به صرفه نباشد.
- نرخ انتقال حرارت پایین بوده و دمای ورودی روغن بیش از حد نباشد.
مبدل حرارتی صفحه ای
این مبدل حرارتی به نسبت دو نوع قبل، به دلیل داشتن سطح تبادل حرارتی بالا و ایجاد جریان آشفته در دو سیال بیشترین نرخ انتقال حرارت و بهترین عملکرد را دارد. ولی افت فشار در این مبدل حرارتی به بیشترین مقدار ممکن می رسد. این مبدل حرارتی به سه صورت واشردار، بریزینگ ( لحیم کاری شده ) و جوشی ساخته و استفاده می شود که از نوع جوشی برای روغن با دما و فشار بسیار بالا استفاده می گردد. در این مبدل حرارتی از سیال آب می توان برای خنک کاری روغن استفاده نمود. لذا در موارد زیر استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای پیشنهاد می گردد:
- افت فشار روغن پس از خروج از مبدل حرارتی، اهمیت چندانی ندارد.
- دمای ورودی روغن بسیار بالا بوده و نیاز به نرخ انتقال حرارت بالا در مدت زمان کم وجود دارد.
