闭式系统热平衡计算

excellent

请教各位有关闭式液压系统热平衡计算的经验方法或案例？

qinyong1217

期待！！！

taishan

转载[闭式液压系统内部油温的热平衡是决定系统工作寿命，甚至能否正常工作的重要因素之一。因而在设计闭式液压系统时，设计者需要对整个系统的热平衡进行一个概算，从而对这个系统的温升有一个评估和判断，极大的避免了盲目试验。笔者结合现在的认识，对闭式液压系统做如下的概略分析，以期抛砖引玉之效。
在设计计算系统热平衡之前，首先需要确定对于这个系统，最高的内部油温ｔ２不超过１００℃，在系统工作压差超过１４Ｍｐａ时，设计ｔ２定为９５℃，油箱温度ｔ１定位６５℃，系统温度循环如下图所示：
系统发热量：
在闭式液压系统中，由于局部和沿程压力损失、内部泄漏及运动部件摩擦力的存在，会导致一部分系统功率损失，这一部分损失的功率会转化成热量被系统的油液及元器件所吸收，使系统温度升高。根据能量守恒定律，系统损失的功率将转化成热量，即系统的损失功率为系统的发热功率。如果设系统的功率为Ｐ，总效率为η＝０．６５～０．７５，系统的总发热功率为Ｐｔ，则有
Ｐ＝Ｑ△Ｐ（１－η）／６０ （ｋＷ） （１）
式中：Ｑ为主泵的流量，Ｌ／ｍｉｎ；△Ｐ为系统的工作压差，Ｍｐａ。
系统散热量：
整个散热系统可理解分为三级，第一级为补油泵的冲洗散热，第二级为油散热器的散热，第三级为油箱散热。
补油泵的一级冲洗散热。闭式系统的大部分热量是靠补油泵的低温油液置换冲洗带走。若不计液压元件表面散热，单位时间内，当补油泵的低温油和系统的高温油达到热平衡（温度计为ｔ）时，系统发热量等于冲洗散热量，则散热功率：
Ｐ＝ＬρＣ△Ｔ／６０（ｋＷ）（２）
式中：Ｌ为补油泵流量，Ｌ／ｍｉｎ。ρ为液压油密度　０．８５ｋｇ／Ｌ。
Ｃ为液压油比热容，ｋＪ／（ｋｇ·°Ｃ），取１．８８。
△Ｔ为低温油和热平衡油温度之差，°Ｃ。△Ｔ＝ｔ－ｔ１
设补油系数为Ｋ＝Ｌ／Ｑ＝０．１５～０．２５。（３）
联合（１）、（２）和（３）式得△Ｔ＝（４）
由式（４）可知，对于选定的液压油品、液压泵和马达，液压油密度ρ、液压油比热容Ｃ、总效率为η和补油系数Ｋ为定值，系统一级温升△Ｔ与系统的工作压差△Ｐ成正比。
在忽略系统泄漏的前提下，系统达到热平衡的温度ｔ＝（５）
△Ｔ＝ｔ－ｔ１（６）
由（４）、（５）、（６）和（７）可得：ｔ２＝（１＋Ｋ）ｔ－Ｋｔｌ＝Ｋ△Ｔ＋ｔ。（７）
求出的ｔ２与上文设定值进行比较，也即满足条件ｔ２≤９５℃。
液压油散的二级散热。散热器所需的散热功率：
Ｐ＝（ｔ－ｔ３）ＣρＱ／６０，（ｋＷ）（８）
式中：Ｑ为进入油散的回油流量，Ｌ／ｍｉｎ． ｔ３为油散出口油温，℃液压油箱的三级散热。液压油箱的散热功率：
Ｐ＝ＫＡ（ｔ１－Ｔ）ｘ１０，（ｋＷ）（９）
式中：Ｋ为油箱散热系数，与通风条件有关，一般３０～５５Ｗ／ｍ·℃
Ａ为油箱的散热面积，ｍ。　　Ｔ为环境温度，℃
从散热器进入油箱的油液冷却至油箱温度ｔ１所需功率近似等于液压油箱的自然散热功率，从而保证油箱油温的基本恒定，即：
Ｐ＝△ＴＣρＱ／６０（１０）
Ｔ＝ｔ３－ｔ１（１１）
结合式（９）、（１０）可得△Ｔ＝ｘ１０，（℃）（１２）
△Ｔ一般为３～７℃，反映了油箱的降温作用。
结合式（１１）、（１２）可得ｔ３＝ｔ１＋△ｔ（１３）
再由式（８）和（１３），可以计算出散热器所需的散热功率Ｐ。
由以上分析可见：
系统一级温升△Ｔ与系统的工作压差△Ｐ成正比，与补油系数Ｋ即补油流量成反比。不能简单地根据油箱油液温度来推断系统内部的油液温度，而必须同时考虑负荷和补油流量才能正确地得出结论。
正确匹配油散很重要，如果二级散热作用不好，直接导致油箱油液温度升高，最终反映在系统最高油温ｔ２的超高上。
在进行闭式液压系统设计时，如果系统负荷大，使用压力高，则必须相应加大换热量，即增加低温补油量Ｌ（或Ｋ）来置换出系统内更多的高温油液，并将其通过散热器进行冷却，以解决系统的散热问题。

看看再说

学习一下!:handshake

2006liucanjie

学习了。。。

yayagggg

3# taishan


请问 我在做矿用提升机TE130盘型闸液压站制动系统油温估算,目前的数据很少 只知道 液压泵额定压力6.3MPa 系统残压小于0.5MPa 散热面积也知道 还知道个最大流量  我能不能直接用这个额定压力减去残压乘上流量去估算系统的功率损失呢？多谢

ghuac

很全面，很细

xiangdingli

先拿走，谁有更多的资料啊