【壓縮機(jī)網(wǎng)】所有大氣中都含有一定量的水蒸氣，在某些環(huán)境中，濕度水平可能會(huì)變得很高，但是，為了保持壓縮空氣設(shè)備連續(xù)地運(yùn)行，保持環(huán)境干燥至關(guān)重要。這是因?yàn)樵趬嚎s空氣時(shí)，空氣中的濕氣濃度會(huì)變得更高。為應(yīng)對(duì)這種含濕量的一種方法是空壓機(jī)后端必須設(shè)置后冷卻器，本文主要簡(jiǎn)述后冷卻器的工作原理。
一、物質(zhì)間熱量傳遞的三種方式
一個(gè)物體內(nèi)溫度不同、不同物體或系統(tǒng)間存在溫度差都會(huì)發(fā)生熱傳遞，直到溫度相同為止，熱傳遞才結(jié)束。物質(zhì)間熱傳遞三種形式：導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射。一般情況下，熱傳遞的三種形式會(huì)同時(shí)發(fā)生，但是并不同量。
?。?）導(dǎo)熱是通過(guò)粒子的直接接觸而傳遞熱量。它發(fā)生在兩個(gè)固體間，或者是在氣體或液體的薄層間進(jìn)行。振動(dòng)原子釋放出它們的部分動(dòng)能，傳遞給相鄰的震動(dòng)較小的原子。
?。?）對(duì)流是溫度高的固體表面與相鄰靜止或移動(dòng)流體（氣體或液體）之間傳熱，其中流體的某部分與其它流體混合會(huì)加強(qiáng)對(duì)流作用。它可以是自然對(duì)流，即密度不同導(dǎo)致的自然流動(dòng)，這主要是因?yàn)闇囟炔煌；蛴蓹C(jī)械作用而產(chǎn)生的流體運(yùn)動(dòng)即強(qiáng)制對(duì)流，例如風(fēng)機(jī)或泵。由于較高的混合速度，強(qiáng)制對(duì)流會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的熱傳遞。
?。?）熱輻射是通過(guò)空間來(lái)傳遞熱量的。所有溫度高于0K（絕對(duì)零度）的物體都會(huì)通過(guò)電-磁輻射向周?chē)尫艧崃?。?dāng)熱輻射到某物體，部分能量就被吸收，加熱該物體。未被吸收的熱量則通過(guò)該物體或被物體反射。
現(xiàn)實(shí)情況下，熱傳遞是熱量通過(guò)導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三者來(lái)一起傳遞的總和。
螺桿空壓機(jī)的動(dòng)力來(lái)源為電能，根據(jù)熱力學(xué)第一定律即能量守恒與互換定律，輸入的電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能(電機(jī)的輸出功率P2)+電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的熱能Q兩部分，稱(chēng)之為電機(jī)的輸入功率P，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P與電動(dòng)機(jī)的輸入功率P之比的百分?jǐn)?shù)，叫做電動(dòng)機(jī)的效率η。因此，電機(jī)發(fā)熱的熱量大小取決于電機(jī)的效率值η，效率值η越大，電動(dòng)機(jī)的輸出功率增大，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量減小。
螺桿空壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與壓縮機(jī)的輸入軸連接在一起，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P通過(guò)聯(lián)軸器直接傳遞給壓縮機(jī)的輸入軸，稱(chēng)之為壓縮機(jī)的輸入功率，又叫做壓縮機(jī)的軸功率P軸。由于聯(lián)軸器的傳遞效率非常高，可以忽略其傳遞時(shí)的能量損失，即認(rèn)為電動(dòng)機(jī)的輸出功率P=壓縮機(jī)的軸功率P軸。根據(jù)壓縮機(jī)的工作過(guò)程及熱力學(xué)第一定律原理在熱與功方面的轉(zhuǎn)化關(guān)系，壓縮機(jī)的軸功率P軸最終轉(zhuǎn)換為壓縮氣體的內(nèi)能及釋放出熱量。
綜合以上的分析，噴油螺桿空壓機(jī)的熱量分布，其細(xì)分有電機(jī)散熱量Q，主機(jī)外表的散熱量Qz，油氣及其管路外表的散熱量Qyr，油冷卻器外表的散熱量Q，后冷卻器外表的散熱量Qh，油冷卻器散熱量Q，后冷卻器氣體散熱量Qhs，進(jìn)出口空氣含濕量差(冷凝水)的熱量Qs，對(duì)于噴油螺桿壓縮機(jī)其供氣溫度要求與進(jìn)氣溫度一致，故不存在壓縮氣體能額外帶走的熱量。那么這些熱量怎么處理？只有一種方法——加裝換熱器，將熱量散發(fā)出去。
三、換熱器選型計(jì)算及公式
(1)求熱負(fù)荷Q，
ρ·Cp·Δt·G=Q
(2)求冷熱流體進(jìn)出口溫度，
t2=t1+Q/G·ρ·Cp
(3)冷熱流體流量，
G=Q/ρ·Cp·(t2-t1)
(4)求平均溫度差Δtm，
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
(5)選擇板型
若所有的板型選擇完，則進(jìn)行結(jié)果分析。
(6)由Ｋ值范圍，計(jì)算板片數(shù)范圍Ｎmin，Ｎmax
?。蝝in=Q/Kmax·Δtm·FP·β
?。蝝ax=Q/Kmin·Δtm·FP·β
(7)取板片數(shù)N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax）
(8)取N的流程組合形式，若組合形式取完則做（7）。
(9)求Re、Nu
Nu=W·Re·de/v
Nu=a1 Re2 Pr3
(10)求a，K傳熱面積Ｆ
F=Nua·λ/de
K=1/ah+1/ac+γc+γc+δ/λ0
F=Q/K·Δtm·β
(11)由傳熱面積Ｆ求所需板片數(shù)NN，NN=F/Fp+2
(12)若N＜NN，做（８）。
(13)求壓降Δp
Δp=Eu·a·Rea5
Δ=Eu·ρ·W2·φ
(14)若Δp＞Δ，做（８）；
若Δp≤Δ允，記錄結(jié)果，做（８）。
注：1．（1）、（2）、（3）根據(jù)已知條件的情況進(jìn)行計(jì)算。
2．當(dāng)T1-t2=T2-t1時(shí)采用Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
3.修正系數(shù)β一般在0.7～0.9。
壓降修正系數(shù)φ，單流程φ度=1～1.2，二流程、三流程φ=1.8～2.0，四流程φ=2.6～2.8。a1、a2、a3、a4、a5為常系數(shù)。
上圖顯示了在逆流與平行流的換熱器中溫度的梯度變化。
四、空氣壓縮機(jī)后冷卻器的作用
后冷卻器冷卻熱壓縮空氣，同時(shí)除去冷凝水，這可防止?jié)駳庠趬嚎s機(jī)管道系統(tǒng)中積聚?？諝鈮嚎s機(jī)后冷卻器為水冷式或風(fēng)冷式，通常配有水分離器和自動(dòng)排放裝置。為了有效地工作，務(wù)必在空氣壓縮機(jī)附近安裝后冷卻器。許多壓縮機(jī)都配有內(nèi)置后冷卻器，如果安裝正確，后冷卻器將收集空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的大部分冷凝水。通常，流經(jīng)后冷卻器的壓縮空氣溫度比冷卻液溫度高10℃左右。
五、如何配備后冷卻器
借助這種內(nèi)置設(shè)備，多達(dá)70%的濕氣會(huì)轉(zhuǎn)化為水并被排出。根據(jù)企業(yè)的應(yīng)用，企業(yè)可能需要添加額外的后冷卻器，比如進(jìn)口一線(xiàn)品牌（如阿特拉斯·科普柯、壽力等）一般都配有后冷卻器外加油污過(guò)濾器，有效的將后冷卻器中冷凝出來(lái)的水分自動(dòng)排放。后冷卻器通常非常高效，確保在連接到壓縮機(jī)時(shí)不會(huì)造成空氣壓力損失。此外，它們通常不會(huì)增加需求或額外的能源成本。
后冷卻器分為水冷式與風(fēng)冷式，性能對(duì)比如下：
對(duì)于水冷式后冷卻器，冷卻水和氣流的泵送方向相反，以保持干燥的環(huán)境。
對(duì)于風(fēng)冷式后冷卻器，電風(fēng)扇推動(dòng)冷卻空氣流經(jīng)散熱片，以排出水蒸氣。此過(guò)程需要消耗一些能源。
這兩種類(lèi)型都配有排放裝置，以確保正確地除去濕氣。此外，為了確保耐久性一般使用不銹鋼等耐用材料制造后冷卻器。這些要素可確保較長(zhǎng)的使用壽命，便于清潔和維護(hù)。另外，選擇后冷卻器取決于空壓機(jī)產(chǎn)生/需要的空氣壓力。通常，風(fēng)冷式機(jī)型適用于空氣流量較低的應(yīng)用，而水冷式機(jī)型則可以支持更高的容量。
【壓縮機(jī)網(wǎng)】所有大氣中都含有一定量的水蒸氣，在某些環(huán)境中，濕度水平可能會(huì)變得很高，但是，為了保持壓縮空氣設(shè)備連續(xù)地運(yùn)行，保持環(huán)境干燥至關(guān)重要。這是因?yàn)樵趬嚎s空氣時(shí)，空氣中的濕氣濃度會(huì)變得更高。為應(yīng)對(duì)這種含濕量的一種方法是空壓機(jī)后端必須設(shè)置后冷卻器，本文主要簡(jiǎn)述后冷卻器的工作原理。
一、物質(zhì)間熱量傳遞的三種方式
一個(gè)物體內(nèi)溫度不同、不同物體或系統(tǒng)間存在溫度差都會(huì)發(fā)生熱傳遞，直到溫度相同為止，熱傳遞才結(jié)束。物質(zhì)間熱傳遞三種形式：導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射。一般情況下，熱傳遞的三種形式會(huì)同時(shí)發(fā)生，但是并不同量。
?。?）導(dǎo)熱是通過(guò)粒子的直接接觸而傳遞熱量。它發(fā)生在兩個(gè)固體間，或者是在氣體或液體的薄層間進(jìn)行。振動(dòng)原子釋放出它們的部分動(dòng)能，傳遞給相鄰的震動(dòng)較小的原子。
?。?）對(duì)流是溫度高的固體表面與相鄰靜止或移動(dòng)流體（氣體或液體）之間傳熱，其中流體的某部分與其它流體混合會(huì)加強(qiáng)對(duì)流作用。它可以是自然對(duì)流，即密度不同導(dǎo)致的自然流動(dòng)，這主要是因?yàn)闇囟炔煌；蛴蓹C(jī)械作用而產(chǎn)生的流體運(yùn)動(dòng)即強(qiáng)制對(duì)流，例如風(fēng)機(jī)或泵。由于較高的混合速度，強(qiáng)制對(duì)流會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的熱傳遞。
?。?）熱輻射是通過(guò)空間來(lái)傳遞熱量的。所有溫度高于0K（絕對(duì)零度）的物體都會(huì)通過(guò)電-磁輻射向周?chē)尫艧崃?。?dāng)熱輻射到某物體，部分能量就被吸收，加熱該物體。未被吸收的熱量則通過(guò)該物體或被物體反射。
現(xiàn)實(shí)情況下，熱傳遞是熱量通過(guò)導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三者來(lái)一起傳遞的總和。
螺桿空壓機(jī)的動(dòng)力來(lái)源為電能，根據(jù)熱力學(xué)第一定律即能量守恒與互換定律，輸入的電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能(電機(jī)的輸出功率P2)+電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的熱能Q兩部分，稱(chēng)之為電機(jī)的輸入功率P，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P與電動(dòng)機(jī)的輸入功率P之比的百分?jǐn)?shù)，叫做電動(dòng)機(jī)的效率η。因此，電機(jī)發(fā)熱的熱量大小取決于電機(jī)的效率值η，效率值η越大，電動(dòng)機(jī)的輸出功率增大，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量減小。
螺桿空壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與壓縮機(jī)的輸入軸連接在一起，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P通過(guò)聯(lián)軸器直接傳遞給壓縮機(jī)的輸入軸，稱(chēng)之為壓縮機(jī)的輸入功率，又叫做壓縮機(jī)的軸功率P軸。由于聯(lián)軸器的傳遞效率非常高，可以忽略其傳遞時(shí)的能量損失，即認(rèn)為電動(dòng)機(jī)的輸出功率P=壓縮機(jī)的軸功率P軸。根據(jù)壓縮機(jī)的工作過(guò)程及熱力學(xué)第一定律原理在熱與功方面的轉(zhuǎn)化關(guān)系，壓縮機(jī)的軸功率P軸最終轉(zhuǎn)換為壓縮氣體的內(nèi)能及釋放出熱量。
綜合以上的分析，噴油螺桿空壓機(jī)的熱量分布，其細(xì)分有電機(jī)散熱量Q，主機(jī)外表的散熱量Qz，油氣及其管路外表的散熱量Qyr，油冷卻器外表的散熱量Q，后冷卻器外表的散熱量Qh，油冷卻器散熱量Q，后冷卻器氣體散熱量Qhs，進(jìn)出口空氣含濕量差(冷凝水)的熱量Qs，對(duì)于噴油螺桿壓縮機(jī)其供氣溫度要求與進(jìn)氣溫度一致，故不存在壓縮氣體能額外帶走的熱量。那么這些熱量怎么處理？只有一種方法——加裝換熱器，將熱量散發(fā)出去。
三、換熱器選型計(jì)算及公式
(1)求熱負(fù)荷Q，
ρ·Cp·Δt·G=Q
(2)求冷熱流體進(jìn)出口溫度，
t2=t1+Q/G·ρ·Cp
(3)冷熱流體流量，
G=Q/ρ·Cp·(t2-t1)
(4)求平均溫度差Δtm，
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
(5)選擇板型
若所有的板型選擇完，則進(jìn)行結(jié)果分析。
(6)由Ｋ值范圍，計(jì)算板片數(shù)范圍Ｎmin，Ｎmax
?。蝝in=Q/Kmax·Δtm·FP·β
?。蝝ax=Q/Kmin·Δtm·FP·β
(7)取板片數(shù)N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax）
(8)取N的流程組合形式，若組合形式取完則做（7）。
(9)求Re、Nu
Nu=W·Re·de/v
Nu=a1 Re2 Pr3
(10)求a，K傳熱面積Ｆ
F=Nua·λ/de
K=1/ah+1/ac+γc+γc+δ/λ0
F=Q/K·Δtm·β
(11)由傳熱面積Ｆ求所需板片數(shù)NN，NN=F/Fp+2
(12)若N＜NN，做（８）。
(13)求壓降Δp
Δp=Eu·a·Rea5
Δ=Eu·ρ·W2·φ
(14)若Δp＞Δ，做（８）；
若Δp≤Δ允，記錄結(jié)果，做（８）。
注：1．（1）、（2）、（3）根據(jù)已知條件的情況進(jìn)行計(jì)算。
2．當(dāng)T1-t2=T2-t1時(shí)采用Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
3.修正系數(shù)β一般在0.7～0.9。
壓降修正系數(shù)φ，單流程φ度=1～1.2，二流程、三流程φ=1.8～2.0，四流程φ=2.6～2.8。a1、a2、a3、a4、a5為常系數(shù)。
上圖顯示了在逆流與平行流的換熱器中溫度的梯度變化。
四、空氣壓縮機(jī)后冷卻器的作用
后冷卻器冷卻熱壓縮空氣，同時(shí)除去冷凝水，這可防止?jié)駳庠趬嚎s機(jī)管道系統(tǒng)中積聚?？諝鈮嚎s機(jī)后冷卻器為水冷式或風(fēng)冷式，通常配有水分離器和自動(dòng)排放裝置。為了有效地工作，務(wù)必在空氣壓縮機(jī)附近安裝后冷卻器。許多壓縮機(jī)都配有內(nèi)置后冷卻器，如果安裝正確，后冷卻器將收集空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的大部分冷凝水。通常，流經(jīng)后冷卻器的壓縮空氣溫度比冷卻液溫度高10℃左右。
五、如何配備后冷卻器
借助這種內(nèi)置設(shè)備，多達(dá)70%的濕氣會(huì)轉(zhuǎn)化為水并被排出。根據(jù)企業(yè)的應(yīng)用，企業(yè)可能需要添加額外的后冷卻器，比如進(jìn)口一線(xiàn)品牌（如阿特拉斯·科普柯、壽力等）一般都配有后冷卻器外加油污過(guò)濾器，有效的將后冷卻器中冷凝出來(lái)的水分自動(dòng)排放。后冷卻器通常非常高效，確保在連接到壓縮機(jī)時(shí)不會(huì)造成空氣壓力損失。此外，它們通常不會(huì)增加需求或額外的能源成本。
后冷卻器分為水冷式與風(fēng)冷式，性能對(duì)比如下：
對(duì)于水冷式后冷卻器，冷卻水和氣流的泵送方向相反，以保持干燥的環(huán)境。
對(duì)于風(fēng)冷式后冷卻器，電風(fēng)扇推動(dòng)冷卻空氣流經(jīng)散熱片，以排出水蒸氣。此過(guò)程需要消耗一些能源。
這兩種類(lèi)型都配有排放裝置，以確保正確地除去濕氣。此外，為了確保耐久性一般使用不銹鋼等耐用材料制造后冷卻器。這些要素可確保較長(zhǎng)的使用壽命，便于清潔和維護(hù)。另外，選擇后冷卻器取決于空壓機(jī)產(chǎn)生/需要的空氣壓力。通常，風(fēng)冷式機(jī)型適用于空氣流量較低的應(yīng)用，而水冷式機(jī)型則可以支持更高的容量。
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