튜브 번들 에어 압축기 애프터 쿨러 설계 방법
1. 설계 요구 사항을 결정합니다
공기 유량 : 냉각 해야하는 압축 공기의 양을 알아야합니다. 이것은 일반적으로 분당 입방 미터 또는 분당 입방 피트로 제공됩니다.
입구 및 출구 온도 : 압축 된 공기의 온도를 결정합니다. 이는 열 전달 요구 사항을 계산하는 데 중요합니다.
압력 강하 : AfterCooler의 최대 허용 압력 강하를 지정하십시오. 이것은 압축기 시스템의 전반적인 성능에 영향을 미칩니다.
2. 튜브 번들 구성을 선택하십시오
튜브 레이아웃 : 일반적인 튜브 레이아웃에는 인치 라인 및 비틀 거리는 배열이 포함됩니다. 비틀 거리는 레이아웃은 일반적으로 더 나은 열 전달을 제공하지만 압력 강하가 더 높을 수 있습니다.
튜브 직경 및 길이 : 적절한 튜브 직경 (일반적으로 10 - 25 mm)과 길이 (사용 가능한 공간 및 열전달 요구 사항에 따라)를 선택하십시오. 더 긴 튜브는 더 많은 열전달 영역을 제공 할 수 있지만 압력 강하를 증가시킬 수 있습니다.
튜브 수 : 필요한 열전달 영역과 애프터 쿨러 쉘 내에서 사용 가능한 공간에 따라 필요한 튜브 수를 계산하십시오.
3. 열 전달을 계산하십시오
열 부하 : 압축 공기에서 제거 해야하는 열량을 결정하십시오. 이것은 공기의 비열 용량, 공기의 질량 유량 및 입구와 출구 공기 사이의 온도 차이를 사용하여 계산됩니다.
전체 열전달 계수 : 유체 (공기 및 냉각 배지), 튜브 재료 및 유량 조건에 따라 전체 열 전달 계수를 추정하십시오. 공기의 일반적인 값 - to -the water 열교환 기는 50 - 200 w/(m² · k)입니다.
열 전달 영역 : 열 하중과 전체 열 전달 계수를 사용하여 필요한 열 전달 영역을 계산하십시오. 공식은입니다
Q=UAΔT LM, 여기서 q는 열 하중, u는 전체 열 전달 계수, a는 열 전달 영역, ΔT LM은 공기와 냉각 매체 사이의 로그 평균 온도 차이입니다.
4. 쉘과 헤더를 설계하십시오
쉘 치수 : 튜브 번들 구성을 기반으로 쉘의 직경과 길이와 냉각 배지에 필요한 유량 영역을 결정하십시오. 쉘은 튜브 번들을 수용 할 수있을 정도로 커야하고 냉각 매체의 적절한 흐름을 허용해야합니다.
헤더 : 공기 및 냉각 매체의 입구 및 출구 헤더를 설계하십시오. 헤더는 튜브 번들을 가로 질러 유체를 고르게 분배하고 압력 강하를 최소화하도록 설계되어야합니다.
5. 냉각 배지 및 유량을 선택하십시오
냉각 매체 : 일반적인 냉각 배지에는 물, 공기 또는 냉매가 포함됩니다. 물은 종종 고열 용량과 우수한 열 전달 특성으로 선호됩니다.
유량 : 압축 공기에서 열을 제거하는 데 필요한 냉각 배지의 유량을 계산하십시오. 이것은 냉각 매체의 열 하중 및 비열 용량을 기반으로합니다. 유속은 냉각 배지의 원하는 온도를 유지하고 효과적인 열 전달을 보장하기에 충분해야합니다.
6. 압력 강하를 확인하십시오
공기 - 측압 강하 : 튜브와 피팅을 통한 흐름에 적절한 상관 관계를 사용하여 튜브 번들을 가로 지르는 압축 공기의 압력 강하를 계산합니다. 압력 강하는 설계 요구 사항에 지정된 허용 한계 내에 있어야합니다.
냉각 - 중간 압력 강하 : 마찬가지로, 후 쿨러를 가로 지르는 냉각 배지의 압력 강하를 계산하십시오. 여기에는 튜브, 헤더 및 냉각 회로의 다른 구성 요소를 통한 압력 강하가 포함됩니다.
7. 기계 설계 및 구성
튜브 - ~ - 튜브 시트 연결 : 튜브와 튜브 시트 사이의 안전하고 누출 - 증거 연결. 이것은 용접, 브레이징 또는 기계식 확장 조인트를 사용하여 달성 할 수 있습니다.
쉘 구성 : 쉘은 애프터 쿨러의 작동 압력과 온도를 견딜 수 있도록 설계되어야합니다. 유체의 부식성에 따라 탄소강, 스테인레스 스틸 또는 기타 적합한 재료로 만들어 질 수 있습니다.
지지 구조 : 진동을 방지하고 애프터 쿨러의 안정성을 보장하기 위해 튜브 번들 및 쉘에 적절한지지 구조를 제공합니다.
8. 테스트 및 최적화
성능 테스트 : 애프터 쿨러가 구성된 후에는 성능 테스트를 수행하여 설계 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오. 여기에는 공기 유량, 입구 및 출구 온도 측정 및 애프터 쿨러의 압력 강하가 포함됩니다.
최적화 : 테스트 결과에 따라 설계에 필요한 조정 또는 최적화를 수행하십시오. 여기에는 튜브 번들 구성을 변경하거나 공기 및 냉각 매체의 유량을 조정하거나 열 전달 표면을 개선하는 것이 포함될 수 있습니다.
