冷却器的计算

项目

计  算  公  式

说          明

散

热

面

积

A

冷却器的计算主要根据热交换量确定散热面积和冷却水量

根据热平衡方程式：

H₂＝H-H₁

式中     H＝P_p-P_e＝P_p(1-η_pη_eη_m)

式中   

液压系统在一个动作循环内的平均发热量：

＝∑H_it_i/T

当液压系统处在长期连接工作状态时，为了不使系统温升增加，必须使系统产生的热量全部散发出去，即

H₂＝H

若H₂≤0，则不设冷却器

冷却器的散热面积：

式中     

H —— 系统的发热功率，W

P_p —— 油泵的总输入功率，W

P_e —— 液压执行元件的输出功率，W

η_p —— 油泵的效率

η_m —— 液压执行元件的效率，对液压缸一般按0.95计算

η_c —— 液压回路效率

∑p₁q₁ —— 各液压执行元件工作压力和输入流量乘积总和

∑p_pq_p —— 各油泵供油压力和输出流量乘积总和

T —— 循环周期，s

t_i —— 各个工作阶段所经历的时间，s

H₁ —— 油箱散热功率，W

H₂ —— 冷却器的散热功率，W

△t_m —— 油和水之间的平均温差，K

t₁ —— 液压油进口温度，K

t₂ —— 液压油出口温度，K

t₁′—— 冷却水进口温度，K

t₂′—— 冷却水出口温度，K

k —— 冷却器的传热系数，初步计算可按下列值选取：

蛇形管式水冷k＝110～175W(m²·K)

多管式水冷k＝116W(m²·K)

平板式水冷k＝465W(m²·K)

根据推荐的k值按上式算出的冷却器散热面积是选择冷却器的依据；考虑到冷却器工作过程中由于污垢和铁锈的存在，导致实际散热面积减少，因此在选择冷却器时，一般将计算出来的散热面积增大20%～30%

冷

却

水

量

Q′

冷却器的冷却水吸收的热量应等于液压油放出的热量，即

C'Q'ρ'(t₂'-t₁')＝CQρ(t₂-t₁)＝H₂

因此需要的冷却水量

Q，Q'—— 油及水的流量，m³/s

C，C'—— 油及水的比热，C＝1675～2093J/(kg·K)，

C' ＝4186.8J/(kg·K)

ρ，ρ'—— 油及水的密度，ρ≈900kg/m³，ρ'≈1000kg/m³

按上式算出的冷却水量，应保证水在冷却器内的流速不超过1～1.2m/s，否则需要增大冷却器的过水断面面积。通过冷却器的油液流量应适中，使油液通过冷却器时，其压力损失在0.05～0.08MPa范围内