熱交換器的介紹及分類

液壓系統(tǒng)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(zhì)，同時(shí)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(tǒng)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(xiàn)紊流時(shí)通過破壞邊界層來增加油液的傳熱系數(shù)。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(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)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(zhǔn)確性。冷卻器根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，分為水冷式和風(fēng)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(jié)構(gòu)如圖35所示。工作時(shí)，冷卻水從管內(nèi)通過，高溫油液從殼體內(nèi)管間流過實(shí)現(xiàn)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(jīng)一部分銅管后再流經(jīng)另一部分銅管。冷卻器內(nèi)還安裝有擋板，擋板與銅管垂直放置。因采用強(qiáng)制對流（油液與冷卻水同時(shí)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(qiáng)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(fēng)冷式冷卻器。風(fēng)冷式冷卻器多采用自然通風(fēng)冷卻，常用有翅管式和翅片式。

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

(4)翅片式風(fēng)冷式冷卻器的結(jié)構(gòu)原理與翅片式水冷式冷卻器（見圖36）相似。若采用強(qiáng)制通風(fēng)冷卻，冷卻效果會更好。

2．加熱器

油箱的溫度過低時(shí)（＜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(tǒng)油液預(yù)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(jīng)溢流閥流回油箱，泵的驅(qū)動功率完全轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高。

(2)采用蛇形管蒸汽加熱。設(shè)置一獨(dú)立的循環(huán)回路，油液流經(jīng)蛇形管經(jīng)蒸汽加熱。此時(shí)應(yīng)注意的是：高溫介質(zhì)的溫度不得超過120℃，被加熱油液應(yīng)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(chǎn)品可供選用，一般水平安裝在油箱內(nèi)(見圖37)，其加熱部分全部浸入油中，嚴(yán)防因油液的蒸發(fā)導(dǎo)致油面降低使加熱部分露出油面。安裝位置應(yīng)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(shí)，可根據(jù)計(jì)算所需功率選用電加熱器的型號。單個(gè)加熱器的功率不能太大，以免其周圍油液過度受熱而變質(zhì)，建議盡可能用多個(gè)電加熱器的組合形式以便于分級加熱。同時(shí)要注意電加熱器長度的選取，以保證水平安裝在油箱內(nèi)。