اویل کولر (خنک کننده روغن) چیست؟
اویل کولر یا مبدل خنک کننده روغن هیدرولیک یا روغن سرد کن، تجهیزی است که معمولا از آن برای خنک کردن روغن در یونیت ها و تجهیزات هیدرولیک، استفاده می شود. زمانی که پمپ، روغن را برای ورود به سیستم با دبی مناسب آماده می کند یا عملکرد اجزا سیستم های هیدرولیک، با بازدهی کمتر از 100 درصد همواره منجر به ایجاد گرما در سیستم می شود.
منابع مختلف تولید گرما مانند پمپ، شیر اطمینان، شیر کنترل سرعت و یا مجاورت سیستم با منابع گرمازا، افزایش درجه حرارت روغن هیدرولیک بیشتر از حد مجاز (دما بین 45 تا 65 درجه سلسیوس) را سبب می شود. افزایش غیر مجاز درجه حرارت باعث اکسیداسیون روغن هیدرولیک و کم شدن غلظت آن می شود که خرابی آب بندها و قطعات متحرک را در پی دارد. با توجه به اینکه دما روغن نباید بیشتر از 60 درجه سانتیگراد یا 140 درجه فارنهایت باشد، نیاز است که یک تجهیز که به آن مبدل خنک کننده روغن گفته می شود، در راه روغن قرار گیرد.
مشخصات فنی اویل کولر
با توجه به اینکه اویل کولرها در مدار برگشت روغن قرار می گیرند عمدتا فشار آنها پایین تر از فشار مدار اصلی می باشد و فشار 25 بار برای آنها در نظر گرفته می شود. جنس رادیاتور در اویل کولر های هوا خنک از آلومینیوم و در اویل کولرهای آب خنک از لوله های مسی و برنجی به سبب انتقال بهتر گرما می باشد. جدول زیر مشخصات فنی و عمومی اویل کولرها را نشان می دهد.
| سیال | روغن هیدرولیکی |
| فشار کاری | 25 بار |
| جنس رادیاتور | آلومینیوم، مس یا آلیاژهای مس و آلومینیوم |
| دبی عبوری | 5 تا 1200 لیتر در دقیقه |
| سایز پورت | بیشتر از 1 اینچ |
| نوع عملکرد | هوا خنک و آب خنک |
انواع خنک کننده روغن یا روغن سردکن هیدرولیک
خنک کننده های روغن هیدرولیک در دو نوع اصلی زیر ارائه می شوند:
- اویل کولر هوا خنک
- اویل کولر آب خنک
اویل کولر هوا خنک
لازم به ذکر است که معمولا خنک کننده های هوایی (اویل کولرهای هوا خنک)، روغن هیدرولیک را از درون لوله های متصل به پره ها پمپ می کنند. این نوع مبدل ها می توانند دبی هایی تا 200 گالن در دقیقه را از خود عبور دهند. استفاده از فن در خنک کننده های هوایی، موجب افزایش نرخ انتقال حرارت می گردد.
هنگامی که در مبدل حرارتی روغن هیدرولیک از جریان هوا به منظور دفع گرما استفاده شود، آن مبدل حرارتی (اویل کولر)، خنک کننده هوایی یا هوا خنک نامیده می شود. در خنک کننده هوایی سیال هیدرولیک از درون لوله های متصل به پره ها توسط پمپ به گردش در می آید. در این نوع مبدل لوله ها بایستی دارای ضریب هدایت بالا باشند؛ البته به دلیل بالا بودن مقاومت حرارتی هوا، نرخ انتقال حرارت در مبدل های هوایی پایین است. طبیعتا افزایش جریان هوا در اطراف لوله ها این مقاومت حرارتی را کاهش می دهد. مقدار این کاهش به شرایط جریان آرام (لایه ای) یا مغشوش هوا بستگی دارد. استفاده از فن در خنک کننده های هوایی موجب افزایش نرخ انتقال حرارت می گردد.
البته در هر حال، انتقال حرارت توسط هوا به خوبی آب یا روغن نخواهد بود. در مواردی که استفاده از آب مقرون به صرفه نبوده یا آب به راحتی در دسترس نیست، از اویل کولر هوایی استفاده می شود، مخصوصا در مواردی که تجهیزات متحرک هستند. این نوع مبدل می تواند تا 45.42 لیتر در ساعت را از خود عبور دهد. با توجه به نیاز به مجموعه موتور و فن، مبدل های حرارتی هوایی گران تر از انواع آبی می باشند.
اویل کولر آب خنک
در این نوع مبدل حرارتی با گردش آب پیرامون لوله های حاوی سیال هیدرولیک، سطح انتقال حرارتی بیشتری تولید می شود. در اصل تصویر زیر یک اویل کولر آبی از نوع لوله و پوسته (Shell and Tube) را نشان می دهد. استفاده از مبدل های حرارتی لوله و پوسته بیش از 50 سال قبل در صنعت متداول بوده و به تدریج با افزایش سطح انتقال حرارت و کاهش ابعاد و طول کل، هزینه های ساخت آن کاهش یافته است. در این نوع مبدل حرارتی با گردش سیال هیدرولیک پیرامون لوله های حامل سیال خنک کن (آب)، عمل خنک کنندگی صورت می پذیرد. باید توجه داشت که با عبور سیال خنک کن از داخل لوله، سطح داخلی به تدریج رسوب گرفته و به صورت یک عایق عمل می کند. با استفاده از روش های مکانیکی یا شیمیایی می توان رسوب اضافی را حذف نموده و بازده اویل کولر را افزایش داد. میزان انتقال حرارت لازم برای رسیدن به درجه حرارت مناسب در یک سیستم هیدرولیک را می توان به روش های مختلف محاسبه نمود.
به عنوان مثال می توان گرما تولید شده در مدت زمان محدودی از عملکرد یک سیستم را از تفاضل کل انرژی ورودی و کار مفید مکانیکی بدست آورد؛ بنابراین سیستم های هیدرولیک با بازده بالا به خنک کاری کمتری نیاز دارند. با توجه به اینکه محاسبه دقیق میزان تلفات توان و مقدار دفع طبیعی گرما توسط مخزن و لوله ها کار پیچیده و مشکلی است، بسیاری از طراحان، درصد معینی از توان کل سیستم را مبنا محاسبه قرار می دهند. درصد مذکور به پارامترهایی نظیر بازده اجزا سطح لوله کشی، سطح مخزن و تجارب گذشته وابسته است. با ضرب نمودن این درصد تجربی در توان کل، میزان تلفات توان و در نتیجه تولید گرما مشخص می گردد.
اجزای اویل کولر فن دار
اویل کولر فن دار شامل کولر، محافظ فن، پره ها، رادیاتور می باشد که در ادامه به بررسی آنها پرداخته ایم.
- کولر: وسیله ای که خنک کردن روغن را بر عهده دارد.
- محافظ فن: قطعه محافظی است که محافظت از پره های فن را انجام می دهد.
- پره های فن: پره های فن با گردش خود سبب جریان یافتن هوا و خنک شدن روغن می شوند.
- رادیاتور و ورودی و خروجی روغن: رادیاتور روغن که دارای لوله باریک زیادی بوده و هوا در بین آنها گردش دارد و روغن از ورودی رادیاتور جریان پیدا کرده و پس خنک شدن از خروجی به مدار باز می گردد.
پارامترهای انتخاب مبدل اویل کولر بر حسب ابعاد و ظرفیت
پس از تعیین تقریبی میزان گرما، طراح سیستم می تواند ابعاد و ظرفیت اویل کولر مناسب را بر مبنا پارامتر های زیر تعیین نماید:
- مقدار بار حرارتی روغن
- دبی روغن
- حداکثر دمای روغن
- درجه حرارت محیط طی عملکرد سیستم
- حداکثر افت فشار مجاز
- شرایط محیطی مانند وجود سختی در آب
خنک کننده مبدل حرارتی
اگر سیال خنک کن مورد استفاده در اویل کولر، مایع (آب) باشد، سازنده مبدل بایستی موارد زیر را بداند:
- حداکثر افت فشار مجاز
- دمای ورودی آب
- خنک کن دبی آب خنک
مقدار انتقال حرارت مورد نیاز برای رسیدن به درجه حرارت مناسب در یک سیستم هیدرولیک را می توان به روش های مختلف محاسبه کرد. به عنوان مثال گرما تولید شده در مدت زمان محدودی از عملکرد سیستم برابر است با کل قدرت ورودی منهای کار مفید مکانیکی انجام شده که این سیستم های هیدرولیک با راندمان بالا به خنک کاری کمتری احتیاج دارند.
راهنمای انتخاب مبدل حرارتی
- تعیین گرما واقعی تولید شده در مدت یک دقیقه از سیکل کاری
- انتخاب سیال هیدرولیک با در نظر گرفتن نوع، لزجت، دانسیته، گرما مخصوص، دبی و دما ورودی سیال
- تعیین دبی و دما ورودی سیال خنک کننده برای واحدهای خنک کننده آبی و تعیین درجه حرارت محیط برای واحدهای خنک کننده هوایی
راهنمای انتخاب مبدل حرارتی از نوع هوایی یا آبی بایستی
- هزینه آب مصرفی، پمپ و همچنین سختی گیری و خنک کاری آب در صورت لزوم
- سر و صدا فن خنک کن و همچنین گرما هوا خروجی از مبدل
- مباحث مربوط به ارتعاش سیستم و لوله های انعطاف پذیر
- هزینه های الکتروموتور جهت دوران فن
- ایجاد رسوب و گرفتگی در سطوح داخلی لوله های خنک کن
کاویتاسیون در پمپ و طولانی شدن پاسخ زمانی اجزاء سیستم هیدرولیک به سیگنال های ارسالی، می توانند نشانه هایی از افزایش دمای روغن در سیستم باشند.
مبدل های حرارتی در قسمت کم فشار مدار های هیدرولیک نصب می گردند. در این حالت می توان با استفاده از یک شیر کنار گذر از مبدل حرارتی در مقابل ضربات فشاری (به ویژه هنگام شروع به کار) حفاظت نمود. همچنین می توان مبدل حرارتی را در مدار جداگانه فرعی که مستقل از مدار اصلی عمل می کند، نصب کرد. تخصیص مدار کم فشار جداگانه (با پمپ و خط ورودی جداگانه) و قرار گرفتن مبدل حرارتی در این مدار باعث می شود که سیال با عبور از مبدل و بدون تاثیر پذیری از شرایط جریان در مدار اصلی، سیکل خنک کاری را طی نماید. در صورتی که فضا کافی برای استفاده از مبدل های آبی یا هوایی در دسترس نباشد می توان از تجهیزات مکانیکی با سیکل تبرید استفاده نمود.
مزایای اویل کولر هیدرولیک
- کاهش دما روغن
- افزایش عمر دستگاه
- بالا بردن بازدهی دستگاه
- استفاده آسان و بدون نیاز به دگرگون کردن دستگاه
- طراحی در ظرفیت های مختلف
- استفاده چند خنک کن به صورت همزمان
- انواع اویل کولر هوا خنک و آب خنک
- نیاز به تنظیم فشار در مسیر تخلیه که باعث افزایش عمر دستگاه می شود.
کاربرد اویل کولر هیدرولیک
معمولا در تمامی تجهیزاتی که با روغن کار می کنند از اویل کولر استفاده می شود. اویل کولرها هم به صورت صنعتی و خودرویی کاربرد بسیار زیادی دارند چرا که استفاده از این تجهیز بسیار لازم و ضروری می باشد و از آسیب های احتمالی به یونیت های کارگاهی و صنعتی به طور کامل جلوگیری می کند. از جمله کاربردهای اویل کولر می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- یونیت های صنعتی
- یونیت های کارگاهی
- تجهیزات دریایی
- ماشین آلات راهسازی
- ماشین های کشاورزی
- ماشین های ساختمانی
دیـــدگاه‌ها
شما هم درباره این کالا دیدگاه ثبت کنید.