探究磁性浮子液位计冷却效率试验
日期:2019-12-21 来源: 编辑:
摘 要 为了研究内循环轴承磁性浮子液位计的热交换效率,设计了磁性浮子液位计热交换效率试验装置,试验装置可以采集油和水温度、流量等参数。同时设计了三种材料( 铜、不锈钢和铜镍合金) 、两种结构( 光管式和翅片式) 的磁性浮子液位计,对磁性浮子液位计进行试验研究,根据试验结果经过计算得到各磁性浮子液位计的热交换系数,研究结果可以为磁性浮子液位计设计提供依据。
引言
循环冷却系统是水轮发电机重要组成部分,循环冷却方式包括内循环和外循环冷却方式两种[1、2]。内循环冷却方式是指磁性浮子液位计和推力轴承安装在同一油槽内,依靠油槽内部旋转部件如镜板、推力头等的粘滞作用和油的对流换热形成循环油路[3、4]。
随着机组轴承损耗的不断增大,对轴承磁性浮子液位计提出越来越高的要求,因此进行内循环轴承磁性浮子液位计冷却效率试验研究很有必要。若采用19 /17 的铜管,按每千瓦轴承损耗选取的管长为 3 ~ 5 米[5]~[6]; 根据,磁性浮子液位计的一般冷却能力值为2 ~ 3 kW/m2[7]~[8]。目前,设计磁性浮子液位计根据的是以往的经验,对磁性浮子液位计热交换效率研究较少。为了研究轴承磁性浮子液位计的换热效率,设计磁性浮子液位计冷却效率试验装置,同时设计了 6 个磁性浮子液位计,包含三种材料( 铜、不锈钢、铜镍合金) 、两种结构( 光管式和翅片式) [9]~[16]。经过试验和计算,得到了各磁性浮子液位计的热交换系数,本文的研究结果可以为内循环轴承磁性浮子液位计设计提供依据。
1 磁性浮子液位计试验装置设计
推力轴承或导轴承摩擦损耗和搅拌损耗产生的热量,使周围和转动件附近的油被加热,磁性浮子液位计必须要有足够的换热容量和效率,使轴承损耗通过冷却水带走,保证轴承瓦温和油温在允许的安全范围内。采用内循环,磁性浮子液位计装设在油槽内,不需要循环油泵及控制系统[17]。
磁性浮子液位计试验装置如图 1 所示,包含磁性浮子液位计、油槽、油泵、电加热器、压力表、流量计和管路等,可以采集油和水压力、温度、流量等数据。试验前, 将 46 号润滑油注入油槽和管路中,要求润滑油面超过磁性浮子液位计冷却水管zui高处。电加热器装置加热油,通过油泵循环,热油流进油槽,经过磁性浮子液位计冷却,冷油流出油槽,再流入油泵,形成完整的循环。热量经对流放热传至冷却管外壁并在热传导下传到内壁,zui后通过冷却水的对流散热带出。

为了分析磁性浮子液位计的换热效率,对不同材料和结构的磁性浮子液位计进行研究,设计了三种材料( 铜、不锈钢和铜镍合金) ,两种结构( 光管式和翅片式) 的磁性浮子液位计。光管式和翅片式磁性浮子液位计模型如图 2、图 3 所示。

为了对比同体积下光管式和翅片式磁性浮子液位计的冷却能力,两种结构的磁性浮子液位计所占体积一致,磁性浮子液位计结构参数见表 1。
2 磁性浮子液位计试验
试验工况水流量、油流量见表 2 所示。
轴承稳定运行过程中,油水温差与轴承损耗、磁性浮子液位计散热面积、磁性浮子液位计散热系数有关[18]。根据文献[18]中热力学基本原理,热传递的基本方程如下
P = kAΔtmW ( 1)
式中,P—传热量 ( W) ; k—传热系数( W/ m2·K) ;
A—换热面积( m2) ; Δtm—平均温差( K) 。
热平衡方程如下
P = Q1CP1 ( t1 ' - t1 ″) = Q2CP2 ( t2 ″ - t2') W ( 2)
式中,Q1、Q2—热流体和冷流体流量( m3 /s) ; CP1、 CP2—热、冷流体定压比热容( Ws/m3K) ( 本研究
中水取 4200,油取 2000) ; t1 '、t1 ″—热流体的进、出
口温度( K) ; t2 '、t2 ″—热流体的进、出口温度( K) 。
通过试验获得的水、油温度,通过式( 2) 热平衡方程,计算出损耗 P,在通过式( 1) 热传递方程,计算得到各磁性浮子液位计的换热系数 k,各磁性浮子液位计不同油水工况条件下的换热系数计算结果见表 3 所示。
从表 3 可以看出,从材料角度看,热交换系数
关系为铜 > 铜镍合金 > 不锈钢。换热系数随水流量和油流量增大而增大,油槽流速影响比水侧大。增加水流量和油流量可以提高磁性浮子液位计冷却能力。 图 4 为水流量 9. 0m3 /h、油流量 10. 0m3 /h 时各磁性浮子液位计的换热系数对比图。可以看出,相同材料的铜管比翅片管换热系数大。

根据文献[20]中增大磁性浮子液位计冷却能力的另一种方法就是增大换热面积,将光管式磁性浮子液位计换成翅片式。图 5 为每米不同材料的管冷却能力对比图,可以看出翅片式磁性浮子液位计每米冷却效率明显高于光管式,虽然换热系数上翅片式磁性浮子液位计不如光管式,但由于翅片大大增加了热交换面积,换热效率显著提高。
3 结语
本文设计了磁性浮子液位计冷却效率试验装置和6 种磁性浮子液位计,进行了试验,形成了以下结论。
(1) 光管式磁性浮子液位计换热系数比翅片式大,其中铜材料换热系数zui大;
(2) 翅片式管每米换热量大于光管式;
(3) 磁性浮子液位计的换热效率随水流速和油流速的增大而增大,油流速影响大;
(4) 空间一定的前提下,使用翅片式磁性浮子液位计冷却效果优于光管式
上一篇文章:分析磁翻柱液位计和液压油高温的问题及解决方案下一篇文章:分析防腐4118ccm云顶集团装置运行风险及管控措施
- 玻璃管液位计在钢铁行业冷却水测量过程中噪【2018-03-28】
- 三畅4118ccm云顶集团为企业计量节能与生产降耗【2013-09-05】
- 浮子液位计焊接试压注意的四个细节?【2021-03-03】
- UHC系列高压磁浮子翻板液位计【2018-05-29】
- 智能雷达物位计【2019-03-18】
- 浅析船舶防腐4118ccm云顶集团检验的常见问题【2019-09-16】
- 性能领先应用广泛 4118ccm云顶集团明星产品当【2016-09-08】
- 锅炉双色水位计【2019-05-28】
- 浅析4118ccm云顶集团在密闭微波设备中的排潮技【2019-07-12】
- 为了方便维修4118ccm云顶集团接口处应安装什么【2014-12-11】
- 使用4118ccm云顶集团解决移动式低放废水处理的【2019-08-23】
- 4118ccm云顶集团在高压加热器液位测量中的改造【2020-11-04】
- 磁浮子翻板液位计【2018-09-27】
- 4118ccm云顶集团磁开关磁化干扰分析【2016-08-15】
- 玻璃板液位计
- 4118ccm云顶集团与差压液位计双重监控分离器液位的方法
- 关于4118ccm云顶集团应用大型乙烯装置冷区现场的问题
- 4118ccm云顶集团在海水脱硫液位测量中选择什么材质
- 如何解决4118ccm云顶集团水浸问题及预防故障的措施
- 4118ccm云顶集团在天然气精炼过程中的安全作用
- 防腐型4118ccm云顶集团需要考虑价格还是防腐与【2021-01-19】
- 4118ccm云顶集团在船闸工程安全监测及自动化研【2019-10-22】
- 磁翻转液位计【2019-07-18】
- 4118ccm云顶集团在水淹厂房的预防措施改进中的【2020-03-04】
- 机械式浮球液位开关的相关研究【2019-03-27】
- 关注高端解决祸端是4118ccm云顶集团工业的当务【2014-03-31】
- 4118ccm云顶集团企业要摆脱价格的包袱须抓住差【2013-10-22】