Com dissenyar un compressor d'aire del paquet de tub

1. Determineu els requisits de disseny
Corrent d’aire: Conegueu el volum d’aire comprimit que cal refredar. Generalment es dóna en metres cúbics per minut o peus cúbics per minut.
Temperatures d’entrada i sortida: Determineu la temperatura de l’aire comprimit que entra a l’atropellador i la temperatura desitjada de l’aire després de refredar -se. Això és crucial per calcular els requisits de transferència de calor.
Caiguda de pressió: especifiqueu la caiguda màxima de pressió admissible a través del col·legi posterior. Això afecta el rendiment global del sistema de compressor.
2 Seleccioneu Configuració del paquet de tubs
Disposició del tub: els dissenys comuns de tubs inclouen en línia i arranjaments esglaonats. Els dissenys esglaonats generalment ofereixen una millor transferència de calor, però poden tenir una caiguda de pressió més elevada.
Diàmetre i longitud del tub: trieu un diàmetre adequat del tub (normalment 10 - 25 mm) i longitud (segons l’espai disponible i els requisits de transferència de calor). Els tubs més llargs poden proporcionar més àrea de transferència de calor, però poden augmentar la caiguda de pressió.
Nombre de tubs: calculeu el nombre de tubs necessaris en funció de l’àrea de transferència de calor necessària i l’espai disponible dins de la closca posterior.
3. Calculeu la transferència de calor
Càrrega de calor: determineu la quantitat de calor que cal treure de l’aire comprimit. Es calcula mitjançant la capacitat de calor específica de l’aire, el cabal de massa de l’aire i la diferència de temperatura entre l’entrada i l’aire de sortida.
Coeficient de transferència de calor general: estimeu el coeficient general de transferència de calor en funció del tipus de fluid (aire i medi de refrigeració), material de tub i condicions de flux. Els valors típics per a l'aire - a - Els intercanviadors de calor d'aigua van des de 50 - 200 w/(m² · k).
Àrea de transferència de calor: utilitzeu la càrrega de calor i el coeficient general de transferència de calor per calcular l’àrea de transferència de calor necessària. La fórmula és
Q=UAΔT LM, on Q és la càrrega de calor, u és el coeficient de transferència de calor general, A és l’àrea de transferència de calor i ΔT LM és la diferència de temperatura de registre entre l’aire i el medi de refrigeració.
4. Dissenyar la closca i les capçaleres
Dimensions de closca: Determineu el diàmetre i la longitud de la closca basades en la configuració del paquet del tub i la zona de flux necessària per al medi de refrigeració. La closca ha de ser prou gran com per allotjar el paquet del tub i permetre un flux adequat del medi de refrigeració.
Capçaleres: dissenyeu les capçaleres d’entrada i sortida de l’aire i el medi de refrigeració. Les capçaleres s’han de dissenyar per distribuir els fluids uniformement a través del paquet del tub i minimitzar la caiguda de pressió.

5. Seleccioneu el medi de refrigeració i el cabal
Mitjà de refrigeració: els suports de refrigeració comuns inclouen aigua, aire o refrigerant. Sovint es prefereix l’aigua per la seva gran capacitat de calor i les bones propietats de transferència de calor.
Flux: calculeu el cabal del medi de refrigeració necessari per eliminar la calor de l’aire comprimit. Això es basa en la càrrega de calor i la capacitat de calor específica del medi de refrigeració. El cabal ha de ser suficient per mantenir la temperatura desitjada del medi de refrigeració i assegurar una transferència de calor efectiva.
6. Comproveu la caiguda de pressió
Aire - Drop de pressió lateral: calculeu la caiguda de pressió de l’aire comprimit a través del paquet del tub mitjançant correlacions adequades per al flux a través de tubs i accessoris. La caiguda de pressió ha d’estar dins del límit admissible especificat en els requisits de disseny.
Refredament - Medium - Drop de pressió lateral: de la mateixa manera, calculeu la caiguda de pressió del medi de refrigeració a través de la part posterior. Inclou la caiguda de pressió pels tubs, les capçaleres i qualsevol altre component del circuit de refrigeració.
7. Disseny i construcció mecànics
Tub - TO - Connexió de fulls de tub: assegureu -vos una connexió de prova segura i fuga entre els tubs i les làmines del tub. Això es pot aconseguir mitjançant soldadura, arrossegament o mitjançant juntes d’expansió mecànica.
Construcció de closques: la closca ha de ser dissenyada per suportar la pressió de funcionament i la temperatura del col·lectiu posterior. Es pot fer d’acer al carboni, acer inoxidable o altres materials adequats segons la corrosivitat dels fluids.
Estructures de suport: Proporcioneu estructures de suport adequades per al paquet del tub i la closca per evitar vibracions i assegurar l'estabilitat del col·legi posterior.
8. Prova i optimització
Prova de rendiment: després de la construcció del rebot després, realitzeu proves de rendiment per verificar que compleix els requisits de disseny. Inclou mesurar el cabal d’aire, les temperatures d’entrada i la sortida i les caigudes de pressió a través del col·legi posterior.
Optimització: basat en els resultats de les proves, feu qualsevol ajustament o optimització necessàries al disseny. Això pot implicar canviar la configuració del paquet del tub, ajustar els cabals de l’aire i el medi de refrigeració o millorar les superfícies de transferència de calor.