Lực đẩy dầu làm mát: Bộ bảo vệ tản nhiệt của thiết bị công nghiệp

Tấm ống: Trung tâm khóa của bộ làm mát

Tấm ống là một thành phần quan trọng kết nối bó ống và vỏ. Nó vai nhiệm vụ kép là sửa bó ống và phân phối chất lỏng trong hoạt động của Bộ làm mát dầu chịu lực đẩy . Có nhiều lỗ ống phân bố đều trên tấm ống, là "cái nôi" cho việc lắp đặt chính xác ống trao đổi nhiệt. Độ chính xác của vị trí và kích thước khẩu độ của mỗi lỗ ống được thiết kế cẩn thận và kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo rằng ống trao đổi nhiệt có thể được kết nối chặt chẽ và chắc chắn với nó, do đó xây dựng khung trao đổi nhiệt cơ bản bên trong bộ làm mát.

Từ quan điểm của vật liệu, việc lựa chọn các tấm ống là rất đặc biệt. Nói chung, để đảm bảo độ tin cậy của kết nối với ống trao đổi nhiệt, vật liệu của nó cần có sức mạnh tốt và hiệu suất hàn. Trong môi trường công nghiệp thông thường, các tấm ống thép carbon là phổ biến hơn. Chúng có chi phí tương đối thấp và có thể đáp ứng các yêu cầu về sức mạnh trong điều kiện làm việc chung. Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt với các yêu cầu cực kỳ cao đối với khả năng chống ăn mòn, chẳng hạn như tiếp xúc với môi trường ăn mòn cao trong ngành hóa chất, các vật liệu hợp kim đặc biệt cần được sử dụng để làm các tấm ống. Ví dụ, các tấm ống hợp kim titan, với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, có thể chống lại sự xói mòn của các axit và kiềm mạnh khác nhau, đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của bộ làm mát trong môi trường khắc nghiệt. ​
Quá trình sản xuất các tấm ống cũng khá phức tạp. Khi xử lý các lỗ ống, các công cụ máy CNC tiên tiến được sử dụng rộng rãi. Thông qua các công cụ có độ chính xác cao và kiểm soát lập trình chính xác, lỗi xử lý của các lỗ ống có thể được kiểm soát trong một phạm vi rất nhỏ. Đồng thời, để đảm bảo sức mạnh và độ phẳng tổng thể của tấm ống, sau khi rèn hoặc đúc tấm ống trống, cần phải trải qua nhiều quy trình gia công, chẳng hạn như phay và mài, để xử lý tinh vi bề mặt và các cạnh của tấm ống để nó có thể đáp ứng độ chính xác và độ nhám bề mặt theo yêu cầu. ​
Cấu trúc tổng thể của bộ làm mát
Với tấm ống là lõi và mở rộng ra ngoài, bộ làm mát dầu chịu lực đẩy chủ yếu bao gồm các thành phần như vỏ, tấm ống, bó ống, ống đầu, đầu vào và đầu ra và hỗ trợ. ​
Là "áo giáp" của bộ làm mát, vỏ thường được làm bằng các vật liệu kim loại như thép carbon hoặc thép không gỉ. Nó không chỉ phải chịu được áp lực của dịch bên trong, mà còn phải chống lại tác động của môi trường bên ngoài. Khi thiết kế vỏ, các kỹ sư cần xem xét toàn diện các yếu tố như sức mạnh, niêm phong và phương pháp kết nối với các thành phần khác. Ví dụ, trong một số điều kiện áp suất cao, độ dày thành của vỏ sẽ tăng tương ứng, và một quy trình hàn đặc biệt hoặc cấu trúc niêm phong sẽ được sử dụng để đảm bảo rằng toàn bộ bộ làm mát hoạt động ổn định trong điều kiện phức tạp mà không có mối nguy hiểm an toàn như rò rỉ hoặc vỡ. ​
Gói ống là khu vực lõi của bộ làm mát để đạt được trao đổi nhiệt, và bao gồm một số lượng lớn các ống trao đổi nhiệt. Có nhiều loại ống trao đổi nhiệt khác nhau, trong đó phổ biến nhất là loại ống ánh sáng và loại ống truyền nhiệt tăng cường. Ống trao đổi nhiệt ống ánh sáng có bề mặt mịn, điện trở dòng chất lỏng tương đối nhỏ, hiệu suất mang áp suất tốt và tuổi thọ dài. Nó phù hợp cho một số trường hợp các yêu cầu về hiệu quả truyền nhiệt không đặc biệt cao, nhưng các yêu cầu về độ ổn định và độ tin cậy của thiết bị rất cao. Ống trao đổi nhiệt ống nhiệt tăng cường làm tăng đáng kể diện tích trao đổi nhiệt và cải thiện đáng kể hiệu suất truyền nhiệt bằng cách thêm các cấu trúc đặc biệt như vây và rãnh bên trong hoặc bên ngoài ống. Nó đặc biệt phù hợp cho các kịch bản ứng dụng với không gian hạn chế nhưng các yêu cầu tản nhiệt cực kỳ cao, chẳng hạn như một số thiết bị làm mát đặc biệt trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. ​
Đầu được lắp đặt ở cả hai đầu của bộ làm mát, và hình dạng của nó chủ yếu là hình elip hoặc bán cầu. Thiết kế này có thể chịu được áp lực cao hơn và có lợi cho sự phân bố chất lỏng đồng đều trong bộ làm mát. Đầu và vỏ được kết nối bằng cách hàn hoặc mặt bích để đảm bảo hiệu suất niêm phong tốt và ngăn ngừa rò rỉ chất lỏng. Các ống đầu vào và đầu ra chịu trách nhiệm kết nối bộ làm mát với hệ thống lưu thông dầu bên ngoài và hệ thống môi trường làm mát. Ống đầu vào đưa dầu bôi trơn nhiệt độ cao vào bộ làm mát và ống đầu ra vận chuyển dầu bôi trơn trở lại thiết bị sau khi làm mát. Phương tiện làm mát, chẳng hạn như nước hoặc các chất làm mát khác, cũng đi vào và thoát khỏi bộ làm mát thông qua các ống đầu vào và đầu ra tương ứng để trao đổi nhiệt với dầu bôi trơn. Đường kính ống và phương pháp kết nối của các đường ống đầu vào và đầu ra cần được thiết kế chính xác theo yêu cầu dòng chảy và áp suất của hệ thống để đảm bảo rằng chất lỏng có thể đi vào và thoát ra mát một cách trơn tru. ​
Hỗ trợ được sử dụng để hỗ trợ toàn bộ bộ làm mát để nó có thể được cài đặt ổn định trên nền tảng thiết bị. Khi thiết kế hỗ trợ, các yếu tố như trọng lượng của bộ làm mát, rung trong quá trình hoạt động và môi trường lắp đặt nên được xem xét đầy đủ để đảm bảo rằng bộ làm mát sẽ không bị dịch chuyển hoặc lắc trong quá trình hoạt động, cung cấp một nền tảng vững chắc cho hoạt động ổn định của thiết bị.
Nguyên tắc làm việc: Quá trình trao đổi nhiệt tinh tế
Nguyên tắc làm việc của bộ làm mát dầu chịu lực đẩy dựa trên luật trao đổi nhiệt, nghĩa là nhiệt luôn được chuyển từ các vật thể ở nhiệt độ cao sang các vật thể ở nhiệt độ thấp. Khi thiết bị công nghiệp đang chạy, ổ trục chịu lực chịu tải trọng trục khổng lồ và việc tạo nhiệt ma sát là không thể tránh khỏi, khiến nhiệt độ dầu bôi trơn tăng mạnh. Nếu nhiệt độ dầu bôi trơn quá cao, độ nhớt của nó sẽ giảm và hiệu suất bôi trơn sẽ giảm đáng kể, từ đó sẽ làm nặng thêm độ mòn của ổ trục và thậm chí có thể gây ra lỗi thiết bị. ​
Để duy trì nhiệt độ làm việc bình thường của dầu bôi trơn, dầu bôi trơn ở nhiệt độ cao được đưa vào từ ổ trục của thiết bị vào ống đầu vào của bộ làm mát. Tại thời điểm này, dầu bôi trơn mang rất nhiều nhiệt và ở trạng thái nhiệt độ cao. Đồng thời, một môi trường làm mát ở nhiệt độ tương đối thấp, chẳng hạn như nước, đi vào bộ làm mát thông qua một ống đầu vào khác của bộ làm mát. Bên trong bộ làm mát, dầu bôi trơn và môi trường làm mát theo hướng ngược lại trong bó ống. Do chênh lệch nhiệt độ đáng kể giữa hai, nhiệt được truyền từ dầu bôi trơn ở nhiệt độ cao sang môi trường làm mát ở nhiệt độ thấp. Cụ thể, nhiệt lần đầu tiên được chuyển từ phía dầu bôi trơn sang mặt trung bình làm mát qua thành ống của ống trao đổi nhiệt. Trong quá trình này, cấu trúc đặc biệt của bộ trao đổi nhiệt ống truyền nhiệt đóng vai trò quan trọng. Nó làm tăng đường dẫn và diện tích truyền nhiệt và tăng tốc đáng kể tốc độ truyền nhiệt. Sau khi trao đổi nhiệt, nhiệt độ của dầu bôi trơn giảm dần, trong khi nhiệt độ của môi trường làm mát tăng lên. Dầu bôi trơn được làm mát chảy ra từ ống đầu ra của bộ làm mát và trở về ổ trục để tiếp tục đóng vai trò của nó là bôi trơn và tản nhiệt. Môi trường làm mát được làm nóng được thải ra từ một ống đầu ra khác của bộ làm mát và được vận chuyển đến hệ thống làm mát để xử lý làm mát để tái chế. ​
Thông qua quá trình trao đổi nhiệt liên tục như vậy, bộ làm mát dầu chịu lực đẩy có hiệu quả việc loại bỏ nhiệt do ổ trục, giữ nhiệt độ của dầu bôi trơn trong phạm vi làm việc thích hợp và đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị công nghiệp. ​
Các trường ứng dụng rộng
Máy làm mát dầu chịu lực đẩy đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp do hiệu suất tản nhiệt tuyệt vời của chúng. ​
Trong ngành công nghiệp điện, cho dù đó là sản xuất nhiệt điện, sản xuất thủy điện hoặc sản xuất năng lượng hạt nhân, bộ làm mát dầu mang động lực đóng vai trò không thể thiếu. Trong các nhà máy nhiệt điện, vòng bi lực đẩy của tuabin hơi nước tạo ra rất nhiều nhiệt trong vòng quay tốc độ cao và dầu bôi trơn cần được làm mát bằng máy làm mát dầu để đảm bảo hoạt động bình thường của tuabin hơi nước. Tương tự, trong các nhà máy thủy điện, vòng bi lực đẩy của tuabin không thể làm mà không có sự hỗ trợ tản nhiệt của máy làm mát dầu. Khi tuabin đang chạy, lực tác động khổng lồ của dòng nước sẽ khiến lực đẩy chịu tải trọng trục cao và tạo ra nhiều nhiệt. Bộ làm mát dầu có thể lấy đi nhiệt này kịp thời để đảm bảo hoạt động ổn định của tuabin và cải thiện hiệu quả phát điện. Trong lĩnh vực phát điện hạt nhân, vòng bi lực đẩy của các thiết bị chính như bơm làm mát lò phản ứng cũng cần làm mát dầu để duy trì nhiệt độ thích hợp của dầu bôi trơn và đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của thiết bị. ​
Trong ngành công nghiệp luyện kim, các thiết bị luyện tập và thiết bị cán quy mô lớn khác nhau cũng sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt trong quá trình hoạt động. Ví dụ, trong quá trình làm sắt lò cao, các phần xoay của thiết bị hàng đầu của lò cần được hỗ trợ bởi vòng bi lực đẩy, và các vòng bi này hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao và tải trọng cao, và dầu bôi trơn rất dễ làm nóng. Bộ làm mát dầu chịu lực đẩy có thể làm giảm hiệu quả nhiệt độ của dầu bôi trơn, đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định của thiết bị, cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm số lượng bảo trì thiết bị. Trên dây chuyền sản xuất bằng thép, vòng bi của các cuộn làm việc và cuộn hỗ trợ của nhà máy lăn cũng cần làm mát dầu để tản nhiệt để đảm bảo chất lượng cuộn của thép và hoạt động bình thường của thiết bị. ​
Trong ngành công nghiệp hóa học, vòng bi lực đẩy của nhiều thiết bị phản ứng lớn và bơm truyền cũng dựa vào bộ làm mát dầu để tản nhiệt. Trong quá trình sản xuất hóa học, các điều kiện phản ứng thường khắc nghiệt. Nhiệt được tạo ra khi thiết bị đang chạy sẽ không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất của chính thiết bị mà còn có thể có tác dụng phụ đối với phản ứng hóa học. Bằng cách lắp đặt bộ làm mát dầu chịu lực đẩy, nhiệt độ dầu bôi trơn có thể được kiểm soát một cách hiệu quả để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị trong môi trường hóa học phức tạp và ngăn ngừa gián đoạn sản xuất và tai nạn an toàn do lỗi thiết bị. ​
Trong lĩnh vực khai thác, máy móc và thiết bị khai thác quy mô lớn như máy nghiền, nhà máy bóng, vận thăng, v.v., chịu tải rất lớn và tạo ra nhiều nhiệt trong quá trình hoạt động. Những thiết bị này thường hoạt động trong môi trường khắc nghiệt với nhiều bụi và độ ẩm cao. Nếu nhiệt độ dầu bôi trơn quá cao, dễ dàng gây ra sự hao mòn chịu lực hơn và thậm chí gây ra lỗi thiết bị. Bộ làm mát dầu ổ trục có thể cung cấp bảo đảm tản nhiệt đáng tin cậy cho vòng bi lực đẩy của các thiết bị này, kéo dài tuổi thọ của thiết bị và cải thiện sự an toàn và kinh tế của sản xuất khai thác.
Trong các ngành công nghiệp khác như ngành công nghiệp hạng nhẹ và ngành công nghiệp nặng, có thể thấy máy làm mát dầu chịu lực đẩy trong bất kỳ dịp nào liên quan đến thiết bị quay lớn và vòng bi lực đẩy đòi hỏi phải tản nhiệt tốt. Ví dụ, trong ngành công nghiệp sản xuất giấy, vòng bi lực đẩy của hệ thống truyền của các máy giấy lớn yêu cầu máy làm mát dầu để duy trì nhiệt độ thích hợp của dầu bôi trơn để đảm bảo chất lượng sản xuất của giấy và hoạt động ổn định của thiết bị; Trong lĩnh vực đóng tàu và vận chuyển, vòng bi lực đẩy của động cơ và hệ thống động cơ chính của tàu cũng yêu cầu làm mát dầu để tản nhiệt để đảm bảo sự ổn định của năng lượng của tàu trong quá trình điều hướng.