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液压系统高效冷却净化一体化技术研究
作者:管理员    发布于:2017-01-16 09:03:21    文字:【】【】【

  液压系统高效冷却净化一体化技术研究许淑惠周明连实验证实,壳侧采用螺旋板和多孔介质具有很好的强化传热效果,螺旋板的佳角度为40*,多孔介质的佳孔隙率为0.985同时研究了高梯度磁净化技术,探讨了冷却净化一体化的兼容性和互惠性研制了!种管壳式冷却净化器,测试表明,管壳式冷却净化器对1帜m以上的颗粒的过滤效率为84,比-般磁过滤器效率高2.1倍;壳侧对流换热系数比现有冷却器高2:A对于液压和润滑系统,油液的过热和污染是造成机械设备产生故障的重要原因污染造成液压系统的故障己逐渐被认识,而油温过高的危害尚未引起足够的重视液压系统总效率通常只有50~ 70,所以“发高烧”是液压系统的常见病之一液压系统的油温过高会造成许多危害,使油液粘度下降,系统容积效率降低,加剧温升,造成恶性循环;使密封圈强度降低,同时促进橡胶的老化,降低机器的可靠性;加速油液的氧化,缩短使用寿命。所以研究强化传热技术和高效净化技术,研制体积小、效率高,能够同时降低油温、净化系统的冷却净化产品对提高液压系统润滑系统的可靠性和机械设备的使用寿命具有普遍的意义。

  1管壳式热交换器的流动与强化传热实验研究对油液冷却普遍使用的管壳式热交换器而言,壳侧油流的传热是个薄弱环节许多年来,壳侧强化换热普遍的方法是在传热管外侧加肋,以大壳侧换热面积i为了进一步限制流体流动来强化壳侧换热,人们采用各种各样的挡流板来强换热,用得较多的是直挡流板或弓形挡流板。它们使壳侧介质的流动横穿管束,作曲折运动,使流体局部混合加强和紊流度加深并与管壁充分接触,来实现强换热12阻力实验结果对壳侧设置螺旋板、螺旋板中加多孔介质等不同壳侧结构的热交换器,在不同流量下进行了壳侧流动的进出口压差测定,并研究其阻力特性。

  显示了不同螺旋角的螺旋板流道的阻力规律,螺旋角U为30°~45°,在U=40*时,产生的压力降小,显然这是佳的螺旋板角度。在螺旋板流道中充填多孔介质的量由孔隙率5=(流道总体积-多孔介质体积)/(流道总体积)定义由(U=40*看出,当孔隙率大于0.985时,压力降幅不大,但孔隙率为0.977时,压力降急剧力口。可见,在螺旋板流道中充填多孔介质的孔隙率为Q985是较合理的13管壳式热交换器的传热性能实验研究从5种不同壳侧结构的换热性能测试结果(见)看出,其传热效果从高到低依次排序为螺旋板(螺旋角U= 40*加多孔介质()=0.985)、螺旋板(U=40*直挡流板(板间距S=50mm)、直挡流板(S=100mm)加多孔介质(=0.985)、栽一雷诺数/fe 2高梯度磁过滤技术研究磁场对铁磁性污染颗粒的吸引力是磁过滤器性能的决定性因素,磁场中污染颗粒的受力导率,H/m;X*,为油液的磁导率,H/m;H为外磁场强度,A/m;gradH为该点的外磁场强度的梯度,A/m2.从式(1)可以看出,铁磁性颗粒所受的吸引力与外磁场强度H成正比,与磁场强度的梯度gradH成正比传统式磁过滤器都是通过提高外磁场强度H来提高磁引力,从而提高过滤能力的;高梯度磁过滤器则是通过磁介质的手段,主要提高磁场的梯度gradH来增大吸引力,获得高效滤除污染物的效果在磁场中布置聚磁性多孔介质,会使磁介质附近的磁场H和磁场梯度gradH比没有磁介质时大很多。尤其是gradH与磁介质截面直径d成反比,当d很小时,gradH的值可以很高所以基于此原理的高效磁过滤器也称为高梯度磁过滤器3多孔介质强化传热和高梯度磁净化一体化的兼容性和互惠性结合多孔介质强化传热和高梯度磁净化技术,油流中的多孔介质能够显著增加对流动的扰动,破坏边界层,强化传热;同时,多孔介质能大大提高磁场的梯度,从而提高磁净化器的性能,说明两者结合具有良好的兼容性其互惠性还表现在控制温度对磁铁的影响和粗糙换热表面2个方面1降低磁铁的温度,利于提高高梯度磁净化的效率考虑到工作的可靠性,液压润滑系统的磁净化磁源一般都用磁铁,高梯度磁过滤器工作时,过滤器的磁铁和液压系统的油温相同在不同的温度下,磁铁的性能有一定的变化,对磁过滤器的效率将有明显的影响。

  磁铁的磁性能受温度、时间以及应力等环境因素的影响,其中以温度的影响为重要给出了铁氧体磁铁的饱和磁感应强度Ms体的磁性能随温度的升高而下降。显然,研宄磁过滤器的性能必须考虑温度因素的作用。对已研制的一种处理高粘度齿轮油的高梯度磁过滤器131在不同温度工作时的外壳端面中心处的磁场进行测试,结果表明,70*c时的磁场强度只有18C的1 /4左右,见这个测试没有考虑保温时间的因素,但已足以证明高梯度磁过滤器的磁场受到温度的显著影峋2高梯度磁过滤器磁场强度与温度的关系实现冷却和净化一体化,可将磁铁布置在冷却介质中,保持磁铁低温,维持磁铁的高磁性,从而提高高梯度磁净化的效率3.2粗糙换热表面,提高换热效率磁净化捕捉的颗粒多为铁质磨损物,在冷却水管中布置磁铁,部分颗粒必然被吸附在冷却水管的外表面,这些在换热表面上的颗粒能起到粗糙传热表面的作用,阻止附面层的形成,利于进一步提高传热效率取出冷却管中的磁铁,污染颗粒失去吸附力,可以方便地实现清冼4管壳式冷却净化器的研制与性能测试结合多孔介质强化传热技术和高梯度磁净化技术,研制了管壳式冷却净化器,其结构示意图见聚磁性多孔介质6是由非晶态软磁合金喷成的厚0.04mm,宽0.5mm的细长丝。其它兀件都用不锈钢制造,避免对磁场的影峋磁铁布置在水管及中心管中,相同的极面相对,使磁力线向外延伸,充分磁化聚磁性多孔介质中心管中的磁铁和管壁的缝隙允许冷却水流过,使中心管兼作传热管,同时使磁铁得到冷却过滤性能实验表明,同样条件下传统磁过滤器对1(Mm以上颗粒的过滤比只有1.38,相应过滤效率为27而新研制的管壳式冷却净化器对1(Mm以上的颗粒的过滤效率为84,可见冷却净化器的过滤效率比传统磁过滤器高2.1倍新研制的管壳式冷却净化器的壳侧对流换热系数和现有产品的比较见是冷却净化器与SL307油冷器及TSO306油冷器的性能比较。在雷诺数2000时,冷却净化器的壳侧对流换热系数T比SL307高19.7*,比TS306高3.

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