Sobre el problema de enfriamiento de los compresores de refrigeración por aire
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Estimados expertos, el autor del tema tiene un proyecto de diseño que consiste en presionar el oxígeno a presión atmosférica hasta 150 atmósferas, con un caudal nominal de 10 L/min. Se utiliza un sistema de compresión de 4 etapas, donde la relación de presión entre cada etapa es de 3,5. Se trata, por lo tanto, de un compresor de alta presión y de tamaño reducido, que utiliza cilindros de tipo doble efecto. El autor anteriormente trabajaba en el área del diseño mecánico, por lo que tiene poca conocimiento sobre la transferencia de calor. Recientemente volví a leer el libro “Transferencia de calor”, editado por Yang Shiming y Tao Wenquan. Todavía tengo muchas dudas. ¿Pueden decirme ustedes si, cuando la temperatura del aire de admisión es de 25 °C y la temperatura teórica de los gases de escape es de 146 °C, es posible mantener la temperatura de los gases de escape entre 30 y 35 °C utilizando únicamente los radiadores externos al cilindro para su enfriamiento por aire forzado? Si no es posible, ¿hasta qué nivel se puede reducir la temperatura de los gases de escape mediante un sistema de enfriamiento forzado por aire? ¿Qué otras medidas existen para lograr la refrigeración?
El propietario puede intentar usar agua en circulación para enfriar el tanque.
¡Los cilindros de los compresores de pistón de nuestra fábrica están refrigerados por agua! El efecto es más estable
¿Cómo puede LZ tener ese tipo de pensamientos, o meterse en un callejón sin salida? :Lol, nunca he trabajado en diseño, pero por experiencia acumulada a lo largo de los años, se puede decir que para reducir la temperatura de 146 grados a 35 grados, el enfriamiento solo con los colectores del cilindro definitivamente no es suficiente. El diseño habitual consiste en instalar refrigeradores en las salidas de cada etapa del compresor; en teoría, no hay problema en lograr cualquier temperatura deseada. Por supuesto, también es necesario contar con revestimientos de enfriamiento por agua en los cilindros.
Gracias por la sugerencia. El requisito de diseño es que sea portátil, así que lo mejor es usar refrigeración por aire.
Gracias por la sugerencia. La caudal requerida en mi tarea de diseño es muy baja, solo 10 L/min, por lo que quiero utilizar un sistema de enfriamiento forzado por aire.
Aceptar con humildad las críticas del administrador del foro. Considero usar refrigeración por aire forzado porque el caudal del compresor es muy bajo, 10 L/min, y su potencia de generación de calor es muy escasa. Además, los compresores de aire de pequeño tamaño que se encuentran en el mercado son de tipo refrigerado por aire. Solo que su presión total no es alta. Y mis exigencias son muy altas: 150.
En el nivel cuatro, a alta presión, el volumen total del compresor tampoco debería ser muy pequeño. Se puede colocar el enfriador debajo de la base del compresor; de forma similar a como en los compresores de aire de baja presión y tamaño reducido se coloca el compresor por encima del tanque de almacenamiento de aire. Si realmente no hay otra opción, se puede pasar del nivel cuatro al nivel cinco, reduciendo así la relación de compresión. De esa manera, la temperatura de los gases de escape no será tan alta, y sería posible utilizar un sistema de enfriamiento por aire. Además, no se puede considerar únicamente la temperatura de exportación final; ¿cuál es la temperatura de los gases en las etapas anteriores? Si persiste el mismo problema, también será necesario resolver el asunto del enfriamiento entre etapas.
Gracias por la sugerencia. Un caudal de oxígeno de 10 L/min se refiere al caudal de aire que ingresa al cilindro de primer nivel, es decir, el caudal de oxígeno que necesita ser presurizado. Al tener en cuenta factores como las fugas, se calcula que el volumen de trabajo de los cilindros de nivel cuatro es muy pequeño: 0,9140 L, 0,2672 L, 0,08 L y 0,0232 L respectivamente. Por lo tanto, se estima que el volumen total del compresor no será grande. Espero que el grado de imperfección en el enfriamiento entre etapas sea cercano a 0; en otras palabras, deseo que la temperatura del aire de admisión en cada etapa baje hasta un valor similar a la temperatura inicial del aire de admisión (25 °C). Parece que será necesario rediseñar el sistema de refrigeración. Es como si hubiera montañas entre distintas profesiones; voy a pensarlo seriamente.