TÍNH TOÁN GIẢI NHIỆT HỆ THỐNG LÀM MÁT DẦU THỦY LỰC

Phần 1: Một số hệ thống làm mát dầu thường gặp trong hệ thống sản xuất

Trong hệ thống sản xuất, có một số bài toán gia nhiệt hoặc giải nhiệt dầu bao gồm:

• GIẢI NHIỆT DẦU TÔI
• LÀM MÁT DẦU BÔI TRƠN
• LÀM MÁT DẦU HỘP SỐ
• GIẢI NHIỆT DẦU TRUYỀN NHIỆT
• LÀM MÁT DẦU THỦY LỰC
• LÀM MÁT DẦU MÁY NÉN KHÍ

Sự khác nhau cơ bản tới từ nhiệt độ làm việc cao nhất loại dầu có thể chịu được. Dưới mức nhiệt độ đó, dầu có thể giữ được tính chất vật lý, hóa học để đảm bảo đáp ứng được điều kiện làm việc của hệ thống. Ví dụ:

Với dầu thủy lực, nhiệt độ làm việc tối đa khoảng 54-56 độ C. Trên ngưỡng nhiệt độ này dầu thủy lực sẽ chịu nén, sinh ma sát, quá nhiệt và không còn đảm bảo được điều kiện làm việc. Nhiệt độ làm việc của Dầu thủy lực tối ưu trong ngưỡng 38 – 50 độ C.

Dầu bôi trơn có ngưỡng nhiệt độ làm việc tối ưu lớn và rộng hơn dầu thủy lực, vào khoảng 42 – 60 độ C. Nóng quá có thể mất tác dụng bôi trơn, nguội quá làm tăng ma sát của hệ thống.

Với dầu truyền nhiệt, giới hạn làm việc có thể tới 110 độ C, thường dùng trong hệ thống dầu tôi, nhiệt độ dầu quá cao và môi trường hở có thể dẫn tới bùng cháy.

Dầu truyền nhiệt có dải hoạt động rộng hơn nhiều so với các loại dầu khác, thường từ 35 tới 100 độ C. Đột biến có thể tới 130-140 độ C trong khoảng thời gian ngắn.

Dầu máy nén khí có nhiệt độ làm việc khá cao, sau khi hồi từ máy nén khí về bộ trao đổi nhiệt, nhiệt độ dầu có thể tới 90 độ C. Để đảm bảo máy nén khí hoạt động tốt nhất, nhiệt độ dầu máy nén khí sau khi giải nhiệt nên ở ngưỡng 50 – 65 độ C.

Các loại dầu thường được sử dụng trong sản xuất 

Bộ làm mát dầu thủy lực

Phần 2: Tính toán công suất trao đổi nhiệt (công suất sinh nhiệt) từ hệ thống làm mát dầu thủy lực

Với các hệ thống làm mát dầu, hoặc gia nhiệt dầu, giải nhiệt dầu khác việc tính toán hoàn toàn giống với hệ thống làm mát dầu thủy lực.

Việc tính toán công suất trao đổi nhiệt của hệ thống bộ làm mát dầu thủy lực rất quan trọng, đặc biệt với các hệ thống thủy lực cỡ lớn, máy có công suất lớn, bồn dầu thủy lực lớn, hệ thống làm mát dầu thủy lực sử dụng nước để làm mát.

Trên thị trường, bộ làm mát dầu thủy lực có xuất xứ Trung Quốc không có thương hiệu, nhãn mác hoặc cùng một model nhưng rất nhiều đơn vị sản xuất, không có biểu đồ công suất

Sản phẩm này thông số kỹ thuật chung chung với giá thành rất thấp, khi lắp vào hệ thống không thể làm mát dầu thủy lực theo yêu cầu, tính toán, đặc biệt với các hệ thống làm mát dầu thủy lực yêu cầu cao về khả năng tản nhiệt, giải nhiệt.

Một số hệ thống làm mát dầu thủy lực (dùng nước và dùng gió)

CÔNG SUẤT TỎA NHIỆT CỦA HỆ THỐNG BỘ LÀM MÁT DẦU THỦY LỰC

Qd = M*C*(T2-T1) (đơn vị J)
Quy đổi sang lưu lượng bơm dầu và đơn vị công suất. Ta có công thức tương đương
Qd = [L * D * C * (T2-T1)]/H       (đơn vị W)
Qd = [L * D * C * (T2-T1)]/(H*1000)       (đơn vị KW)

Trong đó

M: Khối lượng dầu (kg)

L: Lưu lượng dầu cấp vào bộ trao đổi nhiệt, cũng là lưu lượng dầu cấp vào hệ thống (nếu lắp trao đổi nhiệt trên đường hồi). đơn vị (m3/h)

D: Khối lượng riêng của dầu thủy lực (kg/m3) (với dầu thủy lực: D: 890kg/m3)

C: Nhiệt dung riêng của dầu (J/Kg.C) (với dầu thủy lực: C = 1860 J/Kg.C)

T2-T1: Sai khác nhiệt độ dầu trước và sau khi làm mát (C). Thường là (52 hoặc 54) – (40 hoặc 42) = từ 8 tới 14 độ C

Nếu hệ thống làm mát ổn định và tính toán đủ công suất, T2 thường đạt max 54 – 55 độ C, T1 thường: 38-40 độ C. Sau khi giải nhiệt, nếu nhiệt độ dầu cấp vào hệ thống vượt quá 45 độ C, thường hệ thống sẽ có cảnh báo (do nhiệt độ T2 cũng tăng tới 58-60 độ C: ngưỡng nhiệt độ dầu thủy lực không giữ được tính chất lý, hóa và chịu nén)

H: Thời gian 1h = 3600 s (đơn vị s)

Các thông số có thể được tra cứu từ thông số chi tiết của từng loại dầu, mã dầu mà khách hàng sử dụng.

Qd = [L *890*1860 * (từ 8 tới 14 C)]/(3600*1000) = (0.89*1.86*(8 tới 14)*L)/3.6

Qd = 3.7L – tới 6.4L (KW) (L tính bằng m3/h)

Ví dụ: Hệ thống dầu thủy lực sử dụng bơm cấp dầu 200l/ph (12m3/h) thì công suất sinh nhiệt của dầu sẽ là Qd = 3.7*12 tới 6.43 *12 = từ 44 tới 77 KW

Tại sao công suất sinh nhiệt của dầu thủy lực lại có dải từ 3.7L tới 6.4L (KW)?

Về lý thuyết, với một chế độ làm việc nhất định, công suất sinh nhiệt của dầu thủy lực là một con số nhất định. Nhưng do

• Dải làm việc chấp nhận được của dầu thủy lực có thể từ 38 tới 54 độ C.
• Tức là dầu sau khi bị nén, nhiệt độ maximum tới 54 độ C, hệ thống vẫn hoạt động bình thường.
• Từ đó, nhiệt độ dầu thủy lực sau khi được làm mát cấp vào hệ thống được phép từ 38 tới 44 độ C
• ( thực tế sản xuất, khi nhiệt độ dầu thủy lực cấp vào hệ thống tới 45 độ C, hệ thống sẽ cảnh báo )
• Với hệ thống nguồn lạnh tốt, tháp giải nhiệt mới, bộ trao đổi nhiệt cho hiệu suất làm việc tốt
• Nhiệt do dầu thủy lực ngay khi sinh ra đã được nguồn lạnh hấp thu và chuyển hóa hoàn toàn.
• Tức là không có giai đoạn tích lũy và tăng liên tục
• Do nhiệt độ dầu thủy lực cấp vào hệ thống được phép từ 38-44 C, nhưng nhiệt độ dầu thủy lực maximum sau khi chịu nén chỉ được phép 54 độ C nên công suất sinh nhiệt luôn nằm trong một dải như tính toán trên.

Ý nghĩa của việc tính toán công suất sinh nhiệt của hệ thống dầu thủy lực:

• Như ví dụ trên, bơm dầu 200l/ph, Qd = 44 – 77KW. Nếu chọn bộ làm mát dầu thủy lực, bộ giải nhiệt dầu thủy lực có công suất tản nhiệt thấp hơn 44KW, hệ thống sẽ bị quá nhiệt, tức là sau mỗi chu kỳ làm việc
• Nhiệt độ dầu thủy lực không được giải nhiệt hết và sẽ tích tụ, tăng dần theo thời gian. Sau một thời gian làm việc, hệ thống sẽ bị quá tải, cảnh báo,…
• Từ Qd: 44 – 77KW, khi chọn bộ làm mát dầu thủy lực phải đáp ứng được 2 yêu cầu: lưu lượng dầu lớn hơn 200l/ph và công suất làm mát tối thiểu 44KW (thường chọn mức trung gian giữa công suất min và max, khoảng 60KW)
• Từ Qd: 44 – 77KW, khi tính toán hệ thống nguồn lạnh, phải tính với Qd max: 77KW để đảm bảo hệ thống nguồn lạnh dư công suất hấp thu và tản nhiệt
• Cũng từ ví dụ này, thực tế nhiều nhà máy gặp phải khi chọn và sử dụng bộ làm mát dầu thủy lực xuất xứ Trung Quốc: Chỉ có thông số lưu lượng, không có biểu đồ công suất nên lắp vào hệ thống vẫn xảy ra quá nhiệt, cảnh báo, dừng máy,…

Hình ảnh một số bộ làm mát dầu thủy lực tồn kho tại Hải Chương

Phần 3: Chọn bộ làm mát dầu thủy lực phù hợp với tính toán công suất sinh nhiệt

Đa số khách hàng khi chọn bộ làm mát dầu thủy lực chỉ chú ý tới lưu lượng dầu cần làm mát, không chú ý tới công suất tỏa nhiệt của hệ thống, thể tích bể dầu hoặc chu trình làm việc của hệ thống (làm việc liên tục hay ngắt quãng,…). Một số chú ý như sau:

• Hệ thống thủy lực làm việc liên tục, dầu thủy lực sinh nhiệt liên tục nên cũng cần được giải nhiệt liên tục.
• Trường hợp hệ thống làm việc ngắt quãng, làm việc 2h, ngắt máy 2h,…trong lúc máy nghỉ, nếu bơm dầu vào bộ sinh hàn là hệ thống độc lập, hệ thống làm mát dầu vẫn hoạt động.
• Tức là nhiệt vẫn được tản đi và nhiệt độ dầu sẽ tiếp tục hạ xuống. => Bộ làm mát dầu thủy lực không cần quá lớn hoặc chuẩn như tính toán ban đầu.
• Bồn dầu quá nhỏ nhưng bơm cấp dầu lưu lượng quá lớn. Ví dụ, bồn dầu 200l, nhưng lưu lượng bơm dầu tới 200l/ph, tức là 1 phút hết 1 chu trình bơm xả, với trường hợp này, tính toán bộ làm mát dầu thủy lực và nguồn lạnh phải tốt và có công suất dự phòng.
• Nếu không, hệ thống có thể quá tải do nhiệt được sinh ra liên tục và tích tụ sau mỗi chu kỳ không được tản nhiệt hoàn toàn.
• Khi chọn bộ làm mát dầu thủy lực, cần chú ý tới đồng thời 2 yếu tố:
• Lưu lượng làm việc và công suất trao đổi nhiệt maximum. VD, cùng đáp ứng được lưu lượng làm việc 200l/ph, nhưng bộ A công suất max 8KW, bộ B công suất max: 45KW.
• Sự khác biệt giữa 2 bộ là sai khác nhiệt độ T2-T1 sẽ nhỏ hoặc lớn.
• Tức là sai khác nhiệt độ dầu vào và ra sẽ nhỏ lại hoặc lớn lên.
• Ví dụ, Bộ A, nhiệt độ dầu vào 54 độ C, ra chỉ đạt 50 độ C. Trong khi bộ B có thể vào 54 độ C, ra 45 độ C,…

Từ tính toán phần 2, công suất sinh nhiệt của dầu thủy lực:

Qd = 3.7L tới 6.4L (KW) và chú ý phần 3, ta có thể chọn được công suất bộ trao đổi nhiệt cần thiết.

Bộ làm mát dầu thủy lực ALLIED HEAT TRANSFER, BOWMAN được phân phối bởi HẢI CHƯƠNG

Lựa chọn giải pháp giải nhiệt

Nguyên tắc chọn bộ làm mát dầu thủy lực như sau:

Chọn hãng sản xuất: có thể cung cấp được thông số kỹ thuật rõ ràng, đầy đủ (đường đặc tính lưu lượng, công suất, tổn thất áp,…)

Áp suất làm việc: Bộ làm mát dầu thủy lực có áp suất max đáp ứng được yêu cầu làm việc của hệ thống. Đặc biệt các bộ sinh hàn lắp trên đường dầu cấp vì áp suất làm việc rất lớn.

Công suất bộ làm mát dầu thủy lực càng lớn, khả năng tản nhiệt càng tốt nhưng chi phí đầu tư cũng sẽ tăng theo

Có thể có nhiều bộ giải nhiệt dầu đáp ứng yêu cầu về lưu lượng, chọn bộ nào có công suất trao đổi nhiệt max gần nhất với yêu cầu tính toán.

Công suất trao đổi nhiệt của bộ làm mát dầu thủy lực Q = 5L (KW) là con số khá an toàn và đã được kiểm chứng bằng thực tế với rất nhiều nhà máy và hệ thống làm mát dầu thủy lực. Có thể chọn nhỏ hơn tùy theo điều kiện nguồn lạnh hoặc chi phí đầu tư

Dựa trên thông tin bộ làm mát dầu thủy lực cũ: Nếu hệ thống đã sử dụng bộ làm mát dầu thủy lực cũ, có thể sử dụng thông số từ bộ cũ để chọn bộ làm mát dầu thủy lực mới phù hợp (Kích thước, diện tích trao đổi nhiệt, vật liệu, số ống, đường kính ống, loại rút được ruột hay hàn cứng, ống có cánh hay ống thẳng,…)

CÔNG TY TMDV HẢI CHƯƠNG – ĐẠI LÝ ỦY QUYỀN ALLIED HEAT TRANSFER TẠI VIỆT NAM – chuyên cung cấp bộ làm mát dầu thủy lực, hỗ trợ tính toán, thiết kế hệ thống giải nhiệt dầu thủy lực…..

Giấy chứng nhận và tài liệu bộ làm mát dầu thủy lực hãng ALLIED HEAT TRANSFER – BOWMAN

Bài viết vừa chia sẻ phía trên là những nội dung và thông tin liên quan đến sản phẩm bộ làm mát dầu thủy lực.

Quý khách có thể xem tiếp phần tiếp theo:

Tính toán chọn bơm dầu cho hệ thống giải nhiệt dầu thủy lực

để có thể nghiên cứu và lựa chọn các sản phẩm tương ứng với công việc, nhu cầu hiện tại của mình.

Nếu quý khách có thắc mắc hoặc cần thêm hỗ trợ và tư vấn, hãy liên hệ với Hotline Hải Chương để được hỗ trợ tốt nhất

Liên hệ ngay để được tư vấn và báo giá miễn phí:
Phone: 0878.789.186  – 0934.908.606 (Zalo,Viber,Wechat )
Email: [email protected]

• Bảo trì thiết bị làm mát dầu
• Dịch vụ vệ sinh thiết bị trao đổi nhiệt
• Giải pháp giải nhiệt
• Thay thế gioăng cao su bộ trao đổi nhiệt
• Bộ sinh hàn tàu thủy
• Phụ tùng thay thế bộ trao đổi nhiệt thủy lực
• Xây dựng và lắp ráp hệ thống thủy lực cho doanh nghiệp