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电加热器问题解答

液压油用电加热器的设计选型依据

液压油用电加热器的设计选型依据

液压系统的液压站环境工况在15℃以下(或某些液压系统要求的一定温度值)低温启动时,需配置加热器将工作介质升高到恰当的值,降低工作介质的粘度,以利于液压泵吸油、启动。液压站的设计时,加热器需设计者据实际使用要求进行型号选用,选用需控制一些关键参数,避免工作介质损害、安全隐患;下面针对较为常见、使用的电加热器的设计选型、使用等进行简析。

1 浸没管式电加热器选型

1.1 浸没管式电加热器选型依据

1)表面负荷

表面负荷,即发热表面上单位面积的功率,也称面积热耗散功率、表面功率密度,此主要涉及到被加热液

压工作液的热稳定性,过高会致液压工作介质老化、安全等,在选用时主要是考虑到加热器是安装在非流动介质或流动介质(例如有的液压站有自身循环系统、加热器安装在循环管路中)、液压工作介质种类,可参考相关标准及推荐规定如下图标;或者与工作介质的制造商联系,确定其合适的表面负荷范围。

1 表面负荷

表面负荷W/cm2

加热介质、加热特点及其代号

金属管材料及其牌号

5

水、弱酸、弱碱溶

液的煮沸,S

铝L1-L4

7

铜T4

9

碳钢10

11

不锈钢0Cr18Ni11(1Cr18Ni9Ti)

→0.7

食物油、润滑油、

液压油,Y

铜T4、碳钢10、不锈钢0Cr18Ni11

(1Cr18Ni9Ti)

2 液压介质及其对应的静止液压介质及流动液压介质

液压介质品种

表面负荷(W/cm2)

静止液压介质

流动液压介质(≤2m/s)

矿物液压油HLP

0.7

2

水包油乳液HFA

0.7

水乙二醇液HFC

磷酸酯液HFD-R

2

有机酯液HFD-U

0.7

甘油酯液HETG

合成酯液HEES

聚乙二醇液HEPG

2)最高温度

指加热器护皮的最高温度,对一般的L-HL/ L-HM抗氧防锈液压油一般不得超过120℃,同样是为了工作介质的热稳定性和安全考虑;需要注意的是各种不同液压油的闪点是不一样的,如表3,此时该品种油的加热器最高温度应比规定的闪点低20℃或咨询该油的供应商给出合理的推荐值。

3)温度测量元件

一般选用与加热器相互独立的元件,避免二者采用组合一体式时出了故障不能及时反映真实油液温度。

1.2 浸没管式电加热器的计算内容

计算内容主要是确定电加热器的总功率,据设计任务书确定的最低设计温度和升温时间等来确定。

1)升温时间

升温时间即液压油从设计任务书确定的的最低设计温度加热到15℃(或某些液压系统要求在恒温条件下

工作时必须在工作开始前把油温升高到的一定温度值)所需的时间,即液压系统工作所需的准备时间,其确定可据设计任务书,当主体设备有主传动变速齿轮箱时可与齿轮箱的齿轮油升温时间保持一致,有的按照单位设计习惯采用15min等。

2)加热器所需的总功率

加热时间、油品种类确定了后,可计算加热器所需总功率,为从设计温度(低值T1)加热到预定温度(T2)所需功率Pw和维持环境温度(T1)与油箱预定温度(T2)间散热平衡所需功率Qw,即P=Pw+Qw:

Pw= VBcρ(T1 -T2)

Z

式中Pw——加热器升温所需功率,kW;

T1——液压油的设计温度,低值℃;

VB——加热的液压油容积,dm3;

T2——15或某一温度值,℃;

c——液压油的比热,kWh/kgk;

Z——加热时间,h;

ρ——液压油的密度,kg/dm3;

4 液压介质品种及其对应的比热密度

液压介质品质

比热c(kWh/kgk)

密度ρ(kg/dm3)

矿物液压油HLP

0.000 52

0.88

水包油乳液HFA

0.001 16

0.99

水乙二醇液HFC

0.000 92

1.08

磷酸酯液HFD-R

0.000 35

1.25

有机酯液HFD-U

0.000 57

0.92

在确定了加热器的总功率后,在油箱安装空间许可的情况下,尽可能选用加热器功率小些、数量多些,例如所需总功率是3kW时可选用3只1kW的加热器而不选用1只3kW加热器。

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