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Como dimensionar um trocador de calor:

Como meio de transmissão de energia, a hidráulica tem muitas vantagens, mas a eficiência geral NÃO é uma delas. Uma caixa de engrenagens de redução única tem uma eficiência de 98 a 99%, redução dupla de 96 a 97% e redução tripla de 95%. E um acionamento por corrente em boas condições tem uma eficiência de 97 a 98%. Uma bomba de pistão de alto desempenho tem uma eficiência de 92%. Se esta bomba aciona um motor de pistão, a eficiência geral desse acionamento hidráulico é de 85% (0,92 x 0,92 x 100 = 85) - e isso sem considerar as perdas por válvulas e condutores.


Uma bomba ou motor de engrenagens em boas condições é 85% eficiente, portanto, uma bomba de engrenagem que aciona um motor de engrenagem tem uma eficiência - no melhor cenário - de 0,85 x 0,85 = 0,72. Isso é 72% de eficiência, e isso sem considerar perdas através de válvulas e condutores. O que isso nos diz é que todo sistema hidráulico com uma entrada de energia alta e contínua (e, portanto, potência de saída) requer um radiador de óleo para manter a temperatura do óleo estável e dentro de limites aceitáveis.


Portanto, desde o início do projeto, ao dimensionar um radiador de óleo a primeira coisa a considerar é a potência de entrada contínua do sistema. Se trabalharmos em quilowatts, veremos que os quilowatts de energia de entrada cedidos como calor equivalem perto o suficiente da mesma quantidade de rejeição de calor necessária em quilowatts. Em outras palavras, é muito mais simples do que trabalhar em cavalos de potência e BTU / h.

Por exemplo, se um sistema hidráulico tem uma potência de entrada contínua de 100kW e é 80% eficiente, então 80kW estão disponíveis na saída para realizar um trabalho útil e 20kW são convertidos em calor. Portanto, o radiador de óleo deve ser capaz de rejeitar pelo menos 20 kW de calor para manter uma temperatura aceitável e estável do óleo.


O próximo componente a considerar é a eficiência nativa do sistema. Isso é quase impossível de calcular, mas pode ser estimado com base no tipo de sistema e nos componentes utilizados. Por exemplo: como explicado acima, uma bomba de pistão que aciona um motor de pistão é 85% eficiente, mas uma bomba de engrenagem que aciona um motor de engrenagem é apenas 72% eficiente. Se ambos os sistemas tivessem uma potência de entrada contínua de 100kW, permitindo perdas adicionais em condutores e válvulas, seria necessário um resfriador capaz de rejeitar cerca de 25kW de calor para a bomba de pistão / sistema do motor e 35kW de rejeição de calor para a bomba de engrenagem / sistema motor.


Essas porcentagens precisam ser aumentadas se o sistema apresentar um acumulador com volume de armazenamento significativo ou válvulas servo ou proporcionais. De fato, não é inédito para um sistema proporcional ou servo-hidráulico exigir capacidade instalada de resfriamento entre 50 e 90% da energia de entrada! Para 100kW de potência de entrada, isso significaria um cooler que pode rejeitar entre 50 e 90kW de calor.


Na análise final, o tamanho do trocador de calor selecionado como uma porcentagem da potência de entrada geralmente é um número arbitrário com base em todas as considerações acima - e, idealmente, com uma margem de segurança incorporada. É melhor que o cooler seja grande demais do que pequeno demais - talvez não da perspectiva de custo, mas certamente pela confiabilidade.


Fonte: https://www.hydraulicsupermarket.com/blog/all/how-to-right-size-a-hydraulic-oil-cooler/

Para mais informações ou sugestões, entre em contato com a MANX!




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