要选择正确的换热器或油冷却器,必须首先确定应用所需的散热性能。使用下面给出的示例:
液体类型:水 所需热负荷(Q):3,300 W(11,263 BTU/小时) 进液温度(Tliquid in):80°C(176°F) 进气温度(Tair in):21°C(70°F) 液体流速:2 gpm(7.6 LPM)
根据流体兼容性选择铝、铜或不锈钢换热器。铝管通常用于输送轻油或乙二醇和水溶液。铜通常用于输送水。不锈钢用于输送去离子水或腐蚀性流体。
用进入换热器的进液温度减去进气温度。ITD = Tliquid in - Tair in = 80°C - 21°C = 59°C或(176°F - 70°F = 106°F)
用所需的热负荷(Q)除以上面在第3步中的ITD。
请查看所选换热器的热性能图(参见6000系列铜换热器和OEM旋管、Aspen系列和4000系列不锈钢换热器以及ES系列铝换热器的性能图)。在7.5 LPM(2 gpm)下超过56 W/°C(使用标准风扇)的任何换热器都是可以接受的。如下图所示,换热器6210在60 Hz Marin风扇管线的交点处达到56 W/°C,因此可以满足所需性能。
根据给定的数据,我们知道泵需要以2 gpm(7.5 LPM)的速度供水。利用6210曲线的液体侧压降图表,x轴上2 gpm(7.5 LPM)点的垂直线与6210曲线交点表明,通过6210的压降为8 psi(0.55 bar)。选择的泵必须克服该压降,才能确保流速达到2 gpm(7.5 LPM)。
热性能图表上的垂直线表示我们的标准风扇在60 Hz下提供的空气流速(Marin风扇空气流速为190 CFM)。此空气流速与空气侧压降上的6210图的交点表明,通过6210的空气侧压降为0.24 英寸水柱(55帕斯卡)。
在机柜冷却应用中,空气比液体热。在这种情况下,ITD是进入换热器的热空气与进入换热器的冷却液体之间的温差。您可能需要使用热负荷和进入机柜的冷空气的温度来计算温升。
示例:机柜冷却应用 您正在冷却包含会产生2400 W热量的电子元件的机柜。机柜中的空气不得超过55°C。应该选择哪种换热器,进入电子机柜的冷空气的温度是多少?
液体类型:水 所需热负荷(Q):2,400 W(8,189 BTU/小时) 进液温度(Tliquid in):20°C(68°F) 机柜中的最高空气温度(Tair in):55°C(131°F)- 这是进入换热器的热空气的温度 液体流速:2 gpm(7.6 LPM)
用进入换热器的进气温度减去进液温度。 ITD = Tair in - Tliquid in = 55°C - 20°C = 35°C (或131°F - 68°F = 63°F)
用所需的热负荷(Q)除以上面在第2步中的ITD。
请查看所选换热器的热性能图(参见6000系列和OEM旋管铜换热器、Aspen系列和4000系列不锈钢换热器以及ES系列铝换热器的性能图)。在2 gpm(7.6 lpm)下超过68.6 W/°C(使用标准风扇)的任何换热器都是可以接受的。采用水作为冷却液时,建议使用铜换热器。如下图所示,6310超出了所需的性能,使用我们的Ostro风扇时,提供的Q/ITD约为76 W/°C。
可以通过与前面的示例相同的方式确定液体和空气的压降。
现在,要计算进入机柜的冷空气的温度,请使用空气的温度变化图。在2,400 W的热负荷和250 CFM的流速(推荐用于6310的标准Ostro风扇的流速)下,我们可以看到温度变化为17°C。这意味着进入机柜的冷空气将为:55°C - 17°C = 38°C
请注意:知道了热负荷和流速后,这些图表便可提供一种简单的图形方式来估算流体温度变化,无需进行计算。利用水、空气、50/50乙二醇/水和油的图形,您可以计算所有类型的换热器中空气和液体的温度变化。
为了确定出水温度,我们使用“水流”图表确定温度变化约为5°C。因此,出水温度为20°C + 5°C = 25°C。
在给定流体流速和比热的情况下,可使用一般的导热公式来计算热负荷和流体温度变化。
可使用以下公式计算水和空气的ṁ:
技术图书馆的《热参考指南》中找到的温度变化图绘制了常见导热介质(空气、水、油和50% EGW混合物)的上述公式,如果您知道热负荷和流体流速,则可以通过一种简单的方式来查找ΔT。
查看我们的换热器部分,以了解和比较我们的选项及其性能。
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