Как да проектирате въздушен компресор на тръбата

1. Определете изискванията за проектиране
Скорост на въздуха: Познайте обема на сгъстения въздух, който трябва да се охлади. Това обикновено се дава на кубически метра в минута или кубически фута в минута.
Температури на входящите и изхода: Определете температурата на сгъстения въздух, влизащ в последния охладител, и желаната температура на въздуха след охлаждане. Това е от решаващо значение за изчисляване на изискванията за пренос на топлина.
Спад на налягането: Посочете максимално допустимия спад на налягането през последния охладител. Това се отразява на цялостната производителност на компресорната система.
2. Изберете конфигурация на пакета на тръбата
Оформление на тръбата: Общите оформления на тръбата включват в - линия и подредени аранжировки. Постепенните оформления обикновено предлагат по -добър пренос на топлина, но може да има по -голям спад на налягането.
Диаметър и дължина на тръбата: Изберете подходящ диаметър на тръбата (обикновено 10 - 25 mm) и дължина (в зависимост от наличното пространство и изискванията за пренос на топлина). По -дългите тръби могат да осигурят повече площ за пренос на топлина, но могат да увеличат спада на налягането.
Брой тръби: Изчислете броя на необходимите тръби въз основа на необходимата зона за пренос на топлина и наличното пространство в рамките на черупката след охладителя.
3. Изчислете топлопреминаването
Топлинно натоварване: Определете количеството топлина, което трябва да бъде отстранено от сгъстения въздух. Това се изчислява, като се използва специфичния топлинен капацитет на въздуха, масовия дебит на въздуха и температурната разлика между входа и изхода.
Общ коефициент на пренос на топлина: Оценете общия коефициент на пренос на топлина въз основа на вида на течността (въздушна и охлаждаща среда), материал на тръбата и условия на потока. Типичните стойности за въздух - до - обменници на топлопремиване варират от 50 - 200 w/(m² · k).
Площ за пренос на топлина: Използвайте топлинния товар и общия коефициент на пренос на топлина, за да изчислите необходимата площ за пренос на топлина. Формулата е
Q=UAΔT LM, където Q е топлинният товар, U е общият коефициент на топлопреминаване, A е площта на топлопреминаването, а ΔT LM е дневника - средна температурна разлика между въздуха и охлаждащата среда.
4. Проектирайте черупката и заглавките
Размери на обвивката: Определете диаметъра и дължината на обвивката въз основа на конфигурацията на снопа на тръбата и необходимата площ на потока за охлаждащата среда. Черупката трябва да е достатъчно голяма, за да побере пакета на тръбата и да позволи правилния поток на охлаждащата среда.
Заглавки: Проектирайте заглавките на входа и изхода за въздуха и охлаждащата среда. Заглавките трябва да бъдат проектирани така, че да разпределят течностите равномерно по пакета на тръбата и да сведат до минимум спада на налягането.

5. Изберете охлаждаща среда и дебит
Охлаждаща среда: Обичайната охлаждаща среда включва вода, въздух или хладилен агент. Водата често се предпочита заради високия си топлинен капацитет и добрите свойства на пренос на топлина.
Дебит: Изчислете дебита на охлаждащата среда, необходима за отстраняване на топлината от сгъстения въздух. Това се основава на топлинния товар и специфичния топлинен капацитет на охлаждащата среда. Дебитът трябва да е достатъчен, за да се поддържа желаната температура на охлаждащата среда и да се осигури ефективен топлопренос.
6. Проверете за спад на налягането
Въздушно - Странично налягане: Изчислете спада на налягането на сгъстения въздух през снопа на тръбата, като използвате подходящи корелации за поток през епруветки и фитинги. Спадът на налягането трябва да бъде в допустимия лимит, посочен в изискванията за проектиране.
Охлаждане - Средно - Странично налягане: По същия начин изчислете спада на налягането на охлаждащата среда през последния охладител. Това включва спада на налягането през тръбите, заглавките и всички други компоненти в охлаждащата верига.
7. Механичен дизайн и конструкция
Тръба - до - Връзка с листа на тръбата: Осигурете закрепване и теч - доказателство между тръбите и листовете на тръбата. Това може да се постигне чрез заваряване, спояване или използване на механични разширителни фуги.
Конструкция на черупките: Черупката трябва да бъде проектирана така, че да издържа на работното налягане и температурата на последния охладител. Тя може да бъде направена от въглеродна стомана, неръждаема стомана или други подходящи материали в зависимост от корозивността на течностите.
Структури за поддръжка: Осигурете подходящи опорни структури за пакета на тръбата и обвивката, за да се предотврати вибрацията и да гарантира стабилността на последния охладител.
8. Тестване и оптимизация
Тестване на производителността: След изграждането на последния охладител проведете тестове за ефективност, за да проверите дали отговаря на изискванията за проектиране. Това включва измерване на дебита на въздуха, температурите на входа и изхода и спада на налягането през последния охладител.
Оптимизация: Въз основа на резултатите от теста направете необходимите корекции или оптимизации на дизайна. Това може да включва промяна на конфигурацията на тръбния сноп, регулиране на скоростта на потока на въздуха и охлаждащата среда или подобряване на повърхностите на топлопреминаването.