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O separador de óleo é o principal equipamento auxiliar do sistema de refrigeração, que pode separar o óleo lubrificante do vapor de alta pressão descarregado pelo compressor para garantir a operação segura e eficiente do dispositivo. O princípio de funcionamento é usar a diferença na densidade de vapor das gotículas de óleo e do refrigerante para obter a separação, reduzindo a taxa de fluxo, alterando a direção do fluxo, a força centrífuga ou a adsorção da embalagem. Os tipos comuns são tipo de lavagem, tipo centrífugo, tipo de embalagem e tipo de filtro, respectivamente, adequados para sistemas de refrigeração de amônia, grandes equipamentos de refrigeração e sistemas de refrigeração de freon. O separador de óleo pode melhorar o efeito de transferência de calor do condensador e do evaporador, reduzir a influência do óleo lubrificante no sistema, melhorar a eficiência da refrigeração e é uma parte indispensável do sistema de refrigeração.
A operação eficiente do sistema de refrigeração é inseparável da operação confiável do separador de óleo de refrigeração , e a racionalidade do projeto de sua estrutura interna afeta diretamente a eficiência da separação. Do ponto de vista da otimização estrutural, podemos começar pelo projeto do canal de fluxo, seleção do elemento de separação, layout dos componentes internos e outros aspectos, combinando os princípios da mecânica dos fluidos com as necessidades reais de aplicação para alcançar a melhoria da eficiência de separação.
Otimização da mecânica dos fluidos da estrutura do canal de fluxo
O projeto do canal de fluxo é a base para a otimização da estrutura interna do separador de óleo de refrigeração, e as características de fluxo bifásico do vapor refrigerante e do óleo lubrificante devem ser totalmente consideradas. Na seção de entrada, um projeto de tubulação em expansão gradual pode ser adotado para reduzir a vazão de vapor, expandindo a área da seção transversal do fluxo, criando condições para a separação das gotas de óleo. Por exemplo, controlar a relação entre o diâmetro do tubo de entrada e o diâmetro do corpo do separador entre 1:1,5 e 1:2 pode reduzir a vazão de vapor de 20-30 m/s para menos de 10 m/s e usar a gravidade para separar inicialmente gotículas de óleo maiores. Como um fabricante abrangente de equipamentos de refrigeração, a Zhejiang Jinhao Refrigeration Equipment Co. Ltd também presta atenção ao impacto do design do canal de fluxo no desempenho no desenvolvimento de seus produtos. Este conceito de controle de vazão foi aplicado em sua série de produtos unitários.
O projeto de direção do canal de fluxo interno também é crítico. Ao definir o defletor dentro do separador, a perda de correntes parasitas causada pela direção em ângulo reto deve ser evitada. A transição do arco (o raio de curvatura é 1-1,5 vezes o diâmetro do tubo) ou o defletor oblíquo de 45° devem ser usados para gerar força centrífuga quando a direção do fluxo de vapor muda, empurrando as gotas de óleo para se acumularem na parede. Estudos demonstraram que um ângulo de defletor razoável pode aumentar a eficiência de separação em 15% a 20%. Ao mesmo tempo, a rugosidade da parede interna do canal de fluxo deve ser controlada abaixo de Ra1.6 para reduzir a resistência de adesão das gotículas de óleo e garantir que o óleo lubrificante separado flua suavemente para a câmara de coleta de óleo.
Seleção e melhoria estrutural de elementos de separação
Diferentes tipos de elementos de separação são adequados para diferentes condições de trabalho e precisam ser otimizados de acordo com o tipo de sistema de refrigeração. Para sistemas de refrigeração Freon, os elementos de separação de embalagens são eficazes. Malha de aço inoxidável ou embalagem de cerâmica podem ser usadas. A área superficial específica deve ser controlada em 200-300m²/m³ e a porosidade deve ser mantida em 80%-85%. Isso pode não apenas garantir o fluxo de vapor, mas também capturar pequenas gotículas de óleo (tamanho de partícula ≥1μm) por meio de adsorção na superfície da gaxeta. Ltd acumulou experiência no projeto de elementos de troca de calor em produtos como trocadores de calor de aletas. Essa capacidade de controlar a estrutura dos poros dos materiais pode ser transferida para a seleção da embalagem do separador de óleo de refrigeração.
O foco de otimização dos elementos de separação centrífuga está na estrutura da lâmina. O uso de lâminas inclinadas para trás (ângulo de inclinação 30°-45°) combinadas com um canal de fluxo cônico pode aumentar a força do campo centrífugo. Por exemplo, em um separador com diâmetro de 500 mm, a altura da lâmina é projetada para ser de 100-150 mm e o número de lâminas é controlado em 8-12 peças, o que pode fazer com que a velocidade linear de rotação do vapor atinja 15-20m/s, separando efetivamente gotículas de óleo de 5-10μm. Para o separador de lavagem comumente usado em sistemas de refrigeração de amônia, múltiplas camadas de placas de peneira (abertura 2-3mm, taxa de abertura 30%-40%) podem ser colocadas internamente para melhorar a precisão da separação através do efeito de lavagem do líquido refrigerante. O espaçamento entre as placas da peneira é preferencialmente de 200-300 mm para garantir que o vapor e o líquido de lavagem estejam totalmente em contato.
Design de layout colaborativo de componentes internos
O layout da câmara coletora de óleo e do oleoduto de retorno afeta diretamente a sustentabilidade da eficiência de separação. O volume da câmara coletora de óleo deve ser determinado de acordo com a quantidade de enchimento de óleo do sistema de refrigeração. Geralmente é projetado para ser 1,5-2 vezes a quantidade máxima de enchimento de óleo do sistema. Uma estrutura de funil cônico (ângulo do cone 60°-90°) é colocada na parte inferior para facilitar o acúmulo de óleo lubrificante. O diâmetro do oleoduto de retorno de óleo precisa corresponder à vazão do sistema, que geralmente é de 10-16 mm, e a vazão no tubo é controlada em 0,5-1m/s para evitar o retorno do óleo com gás devido à vazão excessiva. Ao fornecer soluções de design aos clientes, a Zhejiang Jinhao Refrigeration Equipment Co. Ltd combinará os parâmetros com as condições reais de trabalho do sistema. Este pensamento sistemático de design também se aplica ao layout interno do separador de óleo.
A alocação espacial da área de separação gás-líquido também é crucial. No espaço de gás superior do separador, uma altura suficiente (1-1,2 vezes o diâmetro do separador) deve ser reservada como um tampão de separação secundário para permitir que as minúsculas gotículas de óleo que não estão completamente separadas continuem a assentar sob a ação da gravidade. Ao mesmo tempo, uma placa guia é colocada na seção de saída para orientar o vapor a fluir uniformemente para evitar que a taxa de fluxo local seja muito alta e leve embora as gotículas de óleo. O ângulo entre a placa guia e a parede é preferencialmente de 30°, e a altura inferior do nível do líquido da câmara de coleta de óleo não é inferior a 0,5 vezes o diâmetro do separador.
Aplicação de novas estruturas e tecnologias
A introdução da tecnologia de separação por ciclone pode melhorar ainda mais a eficiência da separação. Um gerador de ciclone é colocado dentro do separador para gerar um forte campo de ciclone (velocidade tangencial ≥ 25m/s) através da rotação das pás, de modo que as gotículas de óleo migram para a parede sob a ação da força centrífuga. Dados experimentais mostram que a eficiência de separação do separador ciclone para gotículas de óleo abaixo de 1μm pode chegar a mais de 90%, o que é 30% superior à estrutura tradicional. Zhejiang Jinhao Refrigeration Equipment Co. Ltd concentra-se em atualizações tecnológicas contínuas. Essas novas tecnologias de separação podem ser incorporadas ao seu sistema de pesquisa e desenvolvimento de produtos para fornecer aos clientes soluções mais eficientes.
O uso de uma estrutura combinada de separação de vários estágios também é uma direção de otimização. A seção de separação centrífuga, a seção de separação de gaxeta e a seção de separação por gravidade são organizadas em série para classificar gotículas de óleo de diferentes tamanhos de partículas: a seção centrífuga separa gotículas de óleo acima de 5μm, a seção de gaxeta captura gotículas de óleo de 1-5μm, e a seção de gravidade assenta gotículas de óleo abaixo de 1μm. Esta estrutura combinada pode atingir uma eficiência geral de separação de mais de 99%, o que é adequado para grandes equipamentos de refrigeração. Ao mesmo tempo, um elemento filtrante removível (precisão de filtração 0,5μm) é colocado na posição chave para facilitar a manutenção e substituição, garantindo a estabilidade do desempenho de separação.
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