更新时间：2022-08-25 14:02
空压机输出的压缩空气温度可达180℃，在此温度下，空气的水分完全呈气态。后冷却器的作用就是将空压机出口的高温空气冷却至40℃以下，将大量水蒸气和变质油雾冷凝成液态水滴和油滴，以便将它们清除掉。后冷却器的款式很多, 有板式、伞式、蛇管式等。双管程、单壳程立式冷却器。具有结构简单紧凑、使用方便、造价便宜、实用可靠等优点。
后冷却器有2种：水冷和空气冷。因为水冷后的温度低，能除去更多的水，所以常用水冷后冷却器。空冷后冷却器用在水质硬或取水困难的地方。后冷却器将帮助您来减少设备的维护时间和磨损。大小合适的后冷却器可去掉剩余下来的大部分水。安装的管路要确保能捕获残存的冷凝水。在用气要求高的地方，可再安装一个5微米精度的过滤器/调压阀/油雾器装置来除去残存的水。没有后冷却器，水蒸气将在用气点突然释放成为液态水，管路里的水将影响动作、洗掉运动部件表面的油雾、腐蚀零件、甚至冰冻住运动部件。 后冷却器将节约您的运行成本。压缩空气的温度越高，能除去的水蒸气越少，就会导致头痛的维修和费用支出。
后冷却器的款式很多, 有板式、伞式、蛇管式等。双管程、单壳程立式冷却器。具有结构简单紧凑、使用方便、造价便宜、实用可靠等优点。
通常空气与水换热, 被冷却的是空气, 一般情况下都是空气走管外。然而我们却让空气走管内, 冷却水走管外。这样做, 有以下三方面考虑:
a.空气和水换热控制热阻的是空气一侧, 要想提高总传热系数, 就必须提高空气一侧的传热膜系数。因此让空气走管内以便提高其流速, 从而实现提高空气侧的对流传热膜系数;
b.考虑到压缩空气将部分压缩机油带进去并与压缩空气中的水份混合形成了油污。空气走管内, 便于在下封头安装排污阀进行排污;
c.压缩空气的压强比冷却水压强高, 宜走管内, 以避免壳体受压。
计算表明:若空气走管外, 冷却水走管内, 其它条件不变, 一台20m3/min(指压缩机的出口风量)的冷却器其总传热系数将从230〔W/(m2·℃)〕下降到193〔W/(m2·℃)〕, 减少了16 %, 换言之, 要达到同样的冷却效果, 换热面积要从5.93m2 增加到7.07m2 , 增加19 %。
列管式换热器通常都是采用φ25 ×2.5mm 及φ19 ×2mm 两种规格的钢管。通过经济核算, 该后冷却器管束采用了φ14 ×1mm 的紫铜管。
同样一台出口风量为20m3/min的冷却器管子采用钢管时壳体直径是325mm , 总造价约4325 元, 而采用铜管时壳体直径可缩小至273mm , 总造价为4491 元。采用钢管与采用铜管相比, 一台冷却器(20m3/min)总造价只增加了3.8 %,而体积却缩小了31 %。但紫铜管的导热系数〔λ=380W/(m2·℃)〕比钢管的导热系数〔λ=45W/(m2·℃)〕大得多, 因而传热性能好。
另外, 还曾经做过两种不同管型(即φ14 ×1mm的光滑管和横纹管)的对比试验。实验结果表明:用横纹管比用光滑管传热面积可减少40 %, 体积缩小20 %, 而总造价减少10 %。这主要是横纹管能有效地强化管内单相流体的传热。当流体流经横纹管的横向肋时在管壁附近形成轴向涡流, 这种涡流增加了边界层的扰动, 有利于热量通过边界层向流体主体的传递, 从而提高了传热膜系数。
管子与管板的连接方式通常都是采用胀接或焊接, 有时也同时采用这两种方式。该冷却器换热管与管板的连接采用了氩弧焊。管板上的各管孔倒角, 管子突出管板1mm 左右, 管子突出部分在焊接高温作用下熔融冷却后, 实现管子与管板的连接。这种方式, 连接牢固, 而且美观。
管、壳程的选择主要根据管内外流体的流速快慢而定, 同时也要兼顾其它因素的影响, 例如:设备的对称性、美观、方便及压力降等。本冷却器是采用单壳程、双管程, 同时在管外加折流档板, 使冷却水在冷却器内的流动过程中不断地改变流动方向, 增加涡流程度, 减薄边界层, 从而提高管外的传热膜系数。而采用双管程则是基于以下三个方面的考虑:
a.可提高管内介质流速, 强化管内对流传热,从而提高总传热系数, 减少传热面积, 最终达到降低成本的目的;
b.缩短冷却器的长度, 使长径比更趋于合理;
c.力求外型美观、安装方便。如一台20m3/min 双管程的压缩机后冷却器的总高是2.4m , 若改用单管程大约要增加到3.9m , 超过一般楼层的高度, 这样给安装和检修都造成不便。
该双管程后冷却器未采用弯管的形式, 这种构思虽然会增大一些压力降, 但增大的幅度并不大, 同时也减少了弯管这一麻烦的工序。
后冷却器的上、下封头采用龟背型的, 并增加了一节直径与壳体相同、高度约200 ～ 300mm 的管箱,以便于在管箱两侧开孔连接压缩空气的进出口接管, 同时也可起到缓冲作用, 减少压降。