液壓油用電加熱器的設計選型依據(jù)
液壓系統(tǒng)的液壓站環(huán)境工況在15℃以下(或某些液壓系統(tǒng)要求的一定溫度值)低溫啟動時，需配置電加熱器將工作介質(zhì)升高到恰當?shù)闹?，降低工作介質(zhì)的粘度，以利于液壓泵吸油、啟動。液壓站的設計時，電加熱器需設計者據(jù)實際使用要求進行型號選用，選用需控制一些關鍵參數(shù)，避免工作介質(zhì)損害、安全隱患；下面針對較為常見、使用的電加熱器的設計選型、使用等進行簡析。
1 浸沒管式電加熱器選型
1.1 浸沒管式電加熱器選型依據(jù)
1）表面負荷
表面負荷，即發(fā)熱表面上單位面積的功率，也稱面積熱耗散功率、表面功率密度，此主要涉及到被加熱液
壓工作液的熱穩(wěn)定性，過高會致液壓工作介質(zhì)老化、安全等，在選用時主要是考慮到加熱器是安裝在非流動介質(zhì)或流動介質(zhì)（例如有的液壓站有自身循環(huán)系統(tǒng)、加熱器安裝在循環(huán)管路中）、液壓工作介質(zhì)種類，可參考相關標準及推薦規(guī)定如下圖標；或者與工作介質(zhì)的制造商聯(lián)系，確定其合適的表面負荷范圍。
表1 表面負荷
| 表面負荷W/cm2 |
加熱介質(zhì)、加熱特點及其代號 |
金屬管材料及其牌號 |
| 5 |
水、弱酸、弱堿溶
液的煮沸，S |
鋁L1-L4 |
| 7 |
銅T4 |
| 9 |
碳鋼10 |
| 11 |
不銹鋼0Cr18Ni11(1Cr18Ni9Ti) |
| →0.7 |
食物油、潤滑油、
液壓油，Y |
銅T4、碳鋼10、不銹鋼0Cr18Ni11
(1Cr18Ni9Ti) |
表2 液壓介質(zhì)及其對應的靜止液壓介質(zhì)及流動液壓介質(zhì)
| 液壓介質(zhì)品種 |
表面負荷(W/cm2) |
| 靜止液壓介質(zhì) |
流動液壓介質(zhì)(≤2m/s) |
| 礦物液壓油HLP |
0.7 |
2 |
| 水包油乳液HFA |
0.7 |
| 水乙二醇液HFC |
| 磷酸酯液HFD-R |
2 |
| 有機酯液HFD-U |
0.7 |
| 甘油酯液HETG |
| 合成酯液HEES |
| 聚乙二醇液HEPG |
2）最高溫度
指加熱器護皮的最高溫度，對一般的L-HL/ L-HM抗氧防銹液壓油一般不得超過120℃，同樣是為了工作介質(zhì)的熱穩(wěn)定性和安全考慮；需要注意的是各種不同液壓油的閃點是不一樣的，如表3，此時該品種油的加熱器最高溫度應比規(guī)定的閃點低20℃或咨詢該油的供應商給出合理的推薦值。
3）溫度測量元件
一般選用與加熱器相互獨立的元件，避免二者采用組合一體式時出了故障不能及時反映真實油液溫度。
1.2 浸沒管式電加熱器的計算內(nèi)容
計算內(nèi)容主要是確定電加熱器的總功率，據(jù)設計任務書確定的最低設計溫度和升溫時間等來確定。
1）升溫時間
升溫時間即液壓油從設計任務書確定的的最低設計溫度加熱到15℃(或某些液壓系統(tǒng)要求在恒溫條件下
工作時必須在工作開始前把油溫升高到的一定溫度值)所需的時間，即液壓系統(tǒng)工作所需的準備時間，其確定可據(jù)設計任務書，當主體設備有主傳動變速齒輪箱時可與齒輪箱的齒輪油升溫時間保持一致，有的按照單位設計習慣采用15min等。
2）加熱器所需的總功率
加熱時間、油品種類確定了后，可計算加熱器所需總功率，為從設計溫度（低值T1）加熱到預定溫度（T2）所需功率Pw和維持環(huán)境溫度（T1）與油箱預定溫度（T2）間散熱平衡所需功率Qw，即P=Pw+Qw：
Pw= VBcρ(T1 -T2)
Z
式中Pw——加熱器升溫所需功率，kW；
T1——液壓油的設計溫度，低值℃；
VB——加熱的液壓油容積，dm3；
T2——15或某一溫度值，℃；
c——液壓油的比熱，kWh/kgk；
Z——加熱時間，h；
ρ——液壓油的密度，kg/dm3；
表4 液壓介質(zhì)品種及其對應的比熱密度
| 液壓介質(zhì)品質(zhì) |
比熱c(kWh/kgk) |
密度ρ(kg/dm3) |
| 礦物液壓油HLP |
0.000 52 |
0.88 |
| 水包油乳液HFA |
0.001 16 |
0.99 |
| 水乙二醇液HFC |
0.000 92 |
1.08 |
| 磷酸酯液HFD-R |
0.000 35 |
1.25 |
| 有機酯液HFD-U |
0.000 57 |
0.92 |
在確定了加熱器的總功率后，在油箱安裝空間許可的情況下，盡可能選用加熱器功率小些、數(shù)量多些，例如所需總功率是3kW時可選用3只1kW的加熱器而不選用1只3kW加熱器。
