在液压机的设计中,为什么要选择列管式热交换器?这并不是因为它们简单、紧凑且成本低廉,而是出于对其结构特点和使用限制的深刻理解。尽管列管式热交换器的外观简洁,但在实际应用中,它们面临着无法进行机械清洗的问题。此外,这种类型的换热器需要特别注意的是,其管束连接在固定不变的管板上,并通过焊接与壳体两端相连,再加上顶盖和壳体之间的流体进出口接口。这一设计确保了热交换效率,但同时也带来了一个挑战:当温度差异较大时,由于不同材料之间存在不同程度的热膨胀,温差应力会产生,从而导致管子可能会扭曲或从管板上脱落甚至损坏整个设备。
为了解决这一问题,必须引入温差补偿装置。在某些情况下,当壳壁与管壁之间温度差距超过50℃时,为保证安全,通常建议安装温差补偿装置。但遗憾的是,这些补偿装置(如膨胀节)只适用于壳壁与管壁温差低于60-70℃以及壳程流体压强不高的情况。一旦压强超出0.6Mpa以上,即使这些补偿圈理论上能够伸缩以减轻温差应力,它们变得过于厚重,不再能有效地提供必要的支持。
因此,在更高压力的环境下,我们需要考虑其他结构来替代传统的列管式热交换器。例如折叠浮头式和折叠填料函式这两种设计,它们各有优缺点。
折叠浮头式换热器的一块重要组成部分——法兰——直接连接到外壳,而另一块则保持独立性,以允许内置浮头自由扩张或收缩。这使得这种设计具有独特优势:即便是在极端温度变化时,也不会对整体结构造成破坏,因为没有固定的约束限制。然而,这样的复杂结构自然伴随着更高昂的人工成本和复杂性的挑战。
同样地,折叠填料函式虽然比浮头式更加简单,而且造价相对较低,但它也有自己的局限性。在这个系统中,一端可以自由膨胀,而另一端则被锁定。但由于介质进入后很难清理,因此这个系统并不适合处理易挥发、易燃、易爆或者有毒物质。
综上所述,在液压机领域选择正确类型的心理学冷却系统是一个复杂过程,每个选项都有其自身优势和劣势。而工程师必须权衡每个因素,以及它们如何影响最终产品性能,以做出明智决策。