液压系统温升及散热器选型计算
液压系统计算
注：油箱公称容量大于本系列10000L时，应按GB/T 321 油箱空气容量 10%～15%
流速 v(m/s) 高压胶管通径：6/8/10/13/16/19/22/25/32/38/45/51 钢管通径：3/4/5；6/8/10；12/15/20/25/32/40/50/65
管子承受的压力 安全系数S
说明：对于压力管，当压力高、流量大管路短时取大值 P=2.5～14MPa时，取v=3～4m/s，当p＞14MPa时，取v
散热系数 K
W/(m2*℃) 15
环境温度 t2 ℃ 25
油箱散热面积 A=PL/(K*Δt)
m2 0.01
油液最高允许温度 t1 ℃ 40
油箱散热系数K（液压工程师手册） 油箱散热情况 整体式，通风差 单体式，通风较好 上置式，通风好 强制通风式
液压泵站油箱公称容量 系列(JB/T 7938— 2010) /L
2.5、4.0、6.3、10 16、25、40、63、100 160、250、315、400、500、630、800、1000 1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、
10000
吸油管
油箱散热量 PT kw 0
冷却介质温度 t1+t2 ℃ 30
PC=PL-PT kw 30
平均温度差 T=[(T1+T2)-(t1+t2)]/2
℃ 12.5
油的比热容 C
kJ/(kg*℃) 1.88
水的比热容 Cs
kJ/(kg*℃) 4.2
冷却器热交换量 PC=PL-PT kw 4.4
平均温度差 T=[(T1+T2)-(t1+t2)]/2
液压系统计算公式汇总
风冷计算 Ｈ＝Ｑａ*ρ ｋ*Ｃｐ·Δ t（J/h） Ｑａ——风扇风量（m3 / h） ρ ｋ——空气密度（取ρ ｋ＝1.29kg/m3） Ｃｐ——空气比热容（取Ｃｐ＝1008J/kg· K）
Δ ｔ——散热温差（取Δ ｔ＝１０Ｋ） 水冷计算 Ｈ＝Ｑａ*ρ ｋ*Ｃｐ·Δ t（J/h） Ｑａ——冷却水量（m3 / h） ρ ｋ——水密度（取ρ ｋ＝1000kg/m3） Ｃｐ——水比热容（取Ｃｐ＝4186.8J/kg· K） Δ ｔ——进出水温差
油箱热平衡 油箱总体积V (L) 油箱传热系数 k 油比热( 1.7~2.1 KJ/(kg*K) 环境温度T0 (K) 设定油温 T (K) 油箱散热面积(m2) 系统温升(冷却时间) t(min) 系统热平衡温度(K) 风冷计算 风量(m3 / h) 散热温差t (K) 散热功率 (Kw) 水冷计算 冷却水量(m3 / h) 进出水温差t (K) 散热功率 (Kw) 温度换算 摄氏度 华氏度
2000 8 1.9 30 55 16 122.47 115.94
系统发热功率(Kw) 加热功率(Kw) 冷却功率(Kw) 油质量（kg) 油箱散热面积(m2)≈ 油箱冷却功率(Kw) 油箱壁厚(mm) 油箱重量(Kg)≈
11 0 0 1440 10.57 3.20 6.5 770.63
4000 10 14.45
通风条件 差 良好 风冷冷却 循环水冷却
系数k 8~9 15 23 110~174
24 2 55.82
204 200
ห้องสมุดไป่ตู้——〉华氏度 ——〉摄氏度
399.20 93.33
kA t H T T0 1 e C m k A
当t →∞ 时,系统热平衡公式
液压散热功率计算
计算出液压系统单位时间内的热损耗，即系统的发热功率pv，然后结合你需要的油温期望值t1，对照风冷却器的当量冷却功率p1曲线图，选择与之匹与的型号。
这是普遍使用的计算方法。
必须注意，在测定系统单位时间内油的温升时，要区分是否有冷却器在工作，该文所指的工况是系统没有冷却器时油的温升。
计算公式：pv=ρ
油×v×c
油
×δt/h，式中：
pv：发热功率（w）
ρ油：油的密度（常取0.85kg/l）
v：油的容积（l）
c油：液压油的比热容，常取2.15kj/kg℃
δt：一定时间内油的温升
h:温升时间（s）
例：某一液压系统（无冷却器的工况下）在10分钟内油温从30℃上升至45℃，液压油的容积为80l。
发热功率计算如下：
pv=0.85×80×2.15×（45-30）/（10×60）=3.655kw
已知环境温度t2=30℃，最佳油温期望值55℃，则当量冷却功率计算如下：
p1= pv×η/（t1 -t2），式中：
p1：当量冷却功率（w/℃）
η：安全系数，一般取1.1
t1：油温期望值（℃）
t2：环境温度（℃）
故：p1=3.655×1.1/（55-30）=0.161kw/℃=161 w/℃
对应主泵流量，依据161 w/℃的当量冷却功率查曲线图，选取匹配的风冷却器。
最方便的另一种散热计算法，是发热功率估算法：一般取系统总功率的1/3~1/2作为冷却器的散热功率，若工况为长时间保压状态（如夹紧作业），则系数最大值推荐2/3。
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液压发热功率
液压发热功率系统发热来源于系统内部的能量损失，如液压泵和执行元件的功率损失、溢流阀的溢流损失、液压阀及管道的压力损失等。
这些能量损失转换为热能，使油液温度升高。
油液的温升使粘度下降，泄漏增加，同时，使油分子裂化或聚合，产生树脂状物质，堵塞液压元件小孔，影响系统正常工作，因此必须使系统中油温保持在允许范围内。
一般机床液压系统正常工作油温为30～50℃；矿山机械正常工作油温50～70℃；最高允许油温为70～90℃。
1、系统发热功率P的计算：P＝PB(1-η)(W)式中：PB为液压泵的输入功率(W)；η为液压泵的总效率。
2、若一个工作循环中有几个工序，则可根据各个工序的发热量，求出系统单位时间的平均发热量。
式中：T为工作循环周期(s)；ti为第i个工序的工作时间(s)；Pi 为循环中第i个工序的输入功率(W)。
大兰液压系统3、系统的散热和温升系统的散热量可按下式计算。
式中：Kj为散热系数(W/m2℃)，当周围通风很差时，K≈8～9；周围通风良好时，K≈15；用风扇冷却时，K≈23；用循环水强制冷却时的冷却器表面K≈110～175；Aj为散热面积(m2)，当油箱长、宽、高比例为1∶1∶1或1∶2∶3，油面高度为油箱高度的80%时，油箱散热面积近似看成，式中V为油箱体积(L)；Δt为液压系统的温升(℃)，即液压系统比周围环境温度的升高值；j为散热面积的次序号。
4、当液压系统工作一段时间后，达到热平衡状态，则：P＝P′。
计算所得的温升Δt，加上环境温度，不应超过油液的最高允许温度。
当系统允许的温升确定后，也能利用上述公式来计算油箱的容量。
液压系统的效率是由液压泵、执行元件和液压回路效率来确定的。
1、液压回路效率ηc一般可用下式计算：P1Q1+P2Q2+……/Pb1Qb1+Pb2Qb2式中：P1，Q1；P2，Q2；……为每个执行元件的工作压力和流量；Pb1，Qb1；Pb2，Qb2为每个液压泵的供油压力和流量。
液压油箱,冷却器,加热器计算
W/(m2*℃) 400
散热面积 A≈PC/(T*k)
m2 85.94
油比热容 C=1608-2094 J/（kg.℃）
1880 油的密度 ρ=0.9
kg/L 0.9
散热面积 A≈PC/(T*k)/η
m2 3.06 冷却介质出口温度 t2 ℃ 36
系数 η=0.8-0.9
0.90
水的流量
16、25、40、63、100 、250、315、400、500、630、800、1000 500、3150、4000、5000、6300、8000、
10000
短管及局部收缩处 ≤10
系统压力p＜2.5MPa时，取v=2m/s,当 机械，当P＞21MPa时，取v≤5～6m/s
K
Δt=t1-t2
W/(m2*℃)
℃
8
15
水冷却器散热面积
系统损失功率 PL=P*0.15 kw 1.5
系统损失功率 PL=P*(1-η) Kw 0.975
油箱散热容积
V≈10^3*{[PL/(0.065*K*(t1-t2))]^3}^0.5
m3 44.19
系统发热量 PL=P*(1-η)
kw 67.68 液压油进口温度
液压油出温度 T2 ℃ 80
油的密度 ρ
kg/m3 900 水的密度 ρs kg/m3 1000
油箱散热量 PT kw 0
冷却介质温度 t1+t2 ℃ 40
液压油温升 ΔT=T1-T2
℃ 70
加热器功率
加热时间 T
min 45
室温取20℃
加热后温度差 Q=Q工作油温-Q室温
℃ 55
冷却器热交换量 PC=PL-PT kw 67.68
液压系统中 风冷式油冷却机的 计算公式
液压系统中风冷式油冷却机的计算公式
计算出液压系统单位时间内的热损耗，即系统的发热功率Pv，然后结合你需要的油温期望值T1，对照风冷却器的当量冷却功率P1曲线图，选择与之匹与的型号。
这是普遍使用的计算方法。
必须注意，在测定系统单位时间内油的温升时，要区分是否有冷却器在工作，该文所指的工况是系统没有冷却器时油的温升。
计算公式：Pv=ρ油×V×C油×ΔT/H，式中：
Pv：发热功率（W）
ρ油：油的密度（常取0.85Kg/L）
V：油的容积（L）
C油：液压油的比热容，常取2.15Kj/Kg℃
ΔT：一定时间内油的温升
H:温升时间（s）
例：某一液压系统（无冷却器的工况下）在10分钟内油温从30℃上升至45℃，液压油的容积为80L。
发热功率计算如下：
Pv=0.85×80×2.15×（45-30）/（10×60）=3.655Kw
已知环境温度T2=30℃，最佳油温期望值55℃，则当量冷却功率计算如下：
P1= Pv×η/（T1 -T2），式中：
P1：当量冷却功率（w/℃）
η：安全系数，一般取1.1
T1：油温期望值（℃）
T2：环境温度（℃）
故：P1=3.655×1.1/（55-30）=0.161Kw/℃=161 w/℃
对应主泵流量，依据161 w/℃的当量冷却功率查曲线图，选取匹配的风冷却器。
最方便的另一种散热计算法，是发热功率估算法：一般取系统总功率的1/3~1/2作为冷却器的散热功率，若工况为长时间保压状态（如夹紧作业），则系数最大值推荐2/3。
液压系统计算公式汇总(EXCEL版)更详细哦
风冷计算 Ｈ＝Ｑａ*ρ ｋ*Ｃｐ·Δ t（J/h） Ｑａ——风扇风量（m3 / h） ρ ｋ——空气密度（取ρ ｋ＝1.29kg/m3） Ｃｐ——空气比热容（取Ｃｐ＝1008J/kg· K）
Δ ｔ——散热温差（取Δ ｔ＝１０Ｋ） 水冷计算 Ｈ＝Ｑａ*ρ ｋ*Ｃｐ·Δ t（J/h） Ｑａ——冷却水量（m3 / h） ρ ｋ——水密度（取ρ ｋ＝1000kg/m3） Ｃｐ——水比热容（取Ｃｐ＝4186.8J/kg· K） Δ ｔ——进出水温差
4 5 23.26
204 200
——〉华氏度 ——〉摄氏度
399.20 93.33
kA t H T T0 1 e C m k A
当t →∞ 时,系统热平衡公式
Tmax T0 H kA
k- 油箱传热系数 (W/m2*K) t - 运转时间(s) C - 油比热( 1.7~2.1 KJ/(kg*K)) A - 油箱散热面积(m2) T - 油液温度(K) T0 - 环境温度(K) m - 油液质量(kg) H- 热功率(W)
油箱热平衡 油箱总体积V (L) 油箱传热系数 k 油比热( 1.7~2.1 KJ/(kg*K) 环境温度T0 (K) 设定油温 T (K) 油箱散热面积(m2) 系统温升(冷却时间) t(min) 系统热平衡温度(K) 风冷计算 风量(m3 / h) 散热温差t (K) 散热功率 (Kw) 水冷计算 冷却水量(m3 / h) 进出水温差t (K) 散热功率 (Kw) 温度换算 摄氏度 华氏度
通风条件 差 良好 风冷冷却 循环水冷却
系数k 8~9 15 23 110~174
3000 8 1.9 30 55 16 183.70 115.94
功率器件的散热计算及散热器选择
不同的管子 Rjc 不同,比如 MJ21195 的 Rjc=0.7℃/W,而 MJE15034 的 Rjc=2.5℃/W.
Rca 与管壳的材料和几何尺寸有关.
Rsa 与散热器的材料(铝、铜等)及散热面积等有关.并且发现将它垂直放置比水平放置散热效果好,表面钝化涂黑又可改进热
幅谢,使热阻进一步减少等.图 1-2 给出二条散热面积与热阻的关系曲线,以机壳、底座为散热面积只能算一个面.
其中 T1-T2 为两点温度之差,P 为传输的热功率,RT 是传输单位功率时温度变化度数,单位是℃/W.RT 越大表明相同温差下散发
的热能越小.于是结温 Tj,环境温度 Ta,管耗 PCM 及管子的等效热阻 RT 之间有以下的关系
Tj-Ta=PCM×RT
(1-2)
若环境温度一定(常以 25℃为基准), Tj 已定,则管子等效热阻越小,管耗 PCM 就越可以提高.下面我们来看看管子的散热途径及等
量散到周围空间。若没有风扇以一定风速冷却，这称为自然冷却或自然对流散热。 热量在传递过程有一定热阻。由器件管芯传到器件管壳的热阻为 Rjc，器件管壳与散热器之间的热阻为 Rcs，散热器将热
量散到周围空间的热阻为 Rsa，总的热阻 Rja=Rjc+R cs+R sa。若器件的最大功率损耗为 PD，并已知器件允许的结温为 Tj、环 境温度为 TA，可以按下式求出允许的总热阻 Rja。
Rcs 是管壳与散热器界面的热阻.可分为接触热阻和绝缘层热阻.接触热阻取决于接触面的情况,如面积大小、压紧程度等. 若在界面涂导热性能较好的硅脂可减少热阻.当需要与散热器绝缘时(如利用外壳、底座进行散热的情况),垫入绝缘层也会形成 热阻.绝缘层可以是 0.05~0.1mm 厚的云母片或采用阳极氧化法在表面形成的绝缘层.
四足步行平台液压系统冷却器的计算选型
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｆ ｏ ｕ ｒ － ｌ ｅ ｇ ｇ ｅ ｄ ｗ ａ ｌ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｆ ｔ ｏ ｒ ｍ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ａ
１ 液压 系统的发热计算
１ ． １ 液 压泵 能量 损 失产 生的热 量 ［ ］
Ｈｌ ＝ ０ ． ８ ６ Ｐ ｌ （ Ｉ － ｒ ／ ６ ） （ １ ）
选择德国 Ｒ ｅ ｘ ｒ ｏ ｔ ｈ 公司的力士乐泵 ， 其型号为 Ａ１ ０ Ｖ Ｓ Ｏ 泵 的出油 口和 吸油 口的压力 差 为 ２ ． １ ８ ８ ｘ
１ ０ ７ Ｐ ａ 。 液压泵实际出口流量为 ２ ． ２ ８ ｘ １ ０ ｍ Ｖ ｓ ， 总 效率为 ９ ０ ． ５ ％。计算出液压系统 中变量泵的能量 损失产生的热量为 １ ０ ２ ６ Ｗ。 １ ． ２ 液压 缸能量 损 失产 生的 热量
日２ ＝ ０ ． ８ ６ Ｐ ２ （ １ 一 叼 ） （ ２ ）
０ ． ６ ｘ ｌ Ｏ Ｐ ａ 和０ ． ５ ｘ １ ０ Ｐ ａ 。液压系统中单向阀和过 滤器 的发热 功率 之和 为 １ ７ ３ Ｗ。 １ ． ４ 管路压 力 损失产 生 的热量 ［ ］
液 压油 在管 路 中的压 力损 失 表现 为沿 程压 力
由多根管道并联连接而成的管系称为并联管路。 与 串联管路不同． 并联管路的总流量等于各分管道流
（ ４ ）
０ ． ０ １ ｉ ｎ。根 据液压 原理 ， 流量 ｑ取 １ ６ 个 液 压缸 流
散热器分类、散热器选择、散热器计算方法
散热器技术参数(2008-6-5 15:03:24 阅读V 64次)在使用功率器件时最重要的是如何使其产生的热量有效地散发出去，以获得高可靠性。
散热的最一般方法是把器件安装在散热器上，散热板将热量辐射到周围的空气中去，以及通过自然对流来散发热量。
一般地说，从散热器到周围的空气的热流量(P)可由下例表示。
P=hA η△T式中h为散热器总的传热导率（W/cm2℃），A为散热器的表面积（cm2），η为散热器效率，△T为散热器的最高温度与环境温度之差（℃）。
上式中h是由辐射及对流来决定，η是由散热器的形成来决定。
总之，散热器的表面积越大，与环境温度之差越大，散热板的热量辐射越有效。
（1）辐射散热下述近似式表示辐射散热hr=2.3×10-11×ε（△T/2+237）3（W/cm2℃）式中ε是表面辐射率，随散热器的表面状况而变化。
表面研磨光洁的产品ε=0.05~0.1也就是说辐射率极差。
然而，散热器表面涂以涂料，经氧化可使ε=1。
（2）对流散热功率器件安装在装置的框架上时，采用对流散热比辐射散热更有效。
在一个大气压的空气中，采用对流散热器的传导率近似地由下式表示。
hc=4.3×10-4×（△T/H）1/4（W/cm2 ℃）式中，H是散热器垂直方向长于水平方向更为有效。
（3）散热器效率η若用薄材料制成散热器，则离热源越远，表面温度越低，散热效果也越差。
上述公式是假定温度都是均在分布的，而实际上在散热板的边缘部位表面温度越低。
这种由散热器本身温度确定的系数就是散热器效率，它表示散热板实际传递的热量与器材安装部位最高温度视为均匀分布时的热量之比。
η主要是由所用散热器的材料大小与厚度来决定的。
一般地说，热传导率高的材料如铝（2.12W/cm2 ℃）及铜（3.85W/cm2 ℃）而钢（0.46W/cm2 ℃）就相当差了。
另外，散热器的厚度以厚些为好，并以跟散热器的长度平方成比例为最佳。
散热器的选型与计算
散热器的选型与计算以7805为例说明问题.设I=350mA，Vin=12V，则耗散功率Pd=(12V—5V）＊0。
35A=2。
45W 按照TO—220封装的热阻θJA=54℃/W，温升是132℃，设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃，7805会断开输出。
正确的设计方法是：首先确定最高的环境温度,比如60℃，查出7805的最高结温TJMAX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃/2。
45W=26℃/W.再查7805的热阻，TO—220封装的热阻θJA=54℃/W，均高于要求值，都不能使用，所以都必须加散热片，资料里讲到加散热片的时候，应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻。
计算散热片应该具有的热阻也很简单，与电阻的并联一样，即54//x=26,x=50℃/W。
其实这个值非常大，只要是个散热片即可满足.散热器的计算：总热阻RQj-a=（Tjmax-Ta）/PdTjmax ：芯组最大结温150℃Ta :环境温度85℃Pd ：芯组最大功耗Pd=输入功率—输出功率={24×0.75+（-24)×(—0。
25)｝-9。
8×0.25×2=5。
5℃/W总热阻由两部分构成，其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳热阻RQj—C和管壳到环境的热阻RQC—a.其二是散热器热阻RQd-a，两者并联构成总热阻。
管芯到环境的热阻经查手册知 RQj—C=1.0 RQC—a=36 那么散热器热阻RQd—a应〈6.4。
散热器热阻RQd —a=［(10/kd)1/2+650/A］C其中k：导热率铝为2。
08d：散热器厚度cmA：散热器面积cm2C：修正因子取1按现有散热器考虑，d=1。
0 A=17.6×7+17。
6×1×13算得散热器热阻RQd—a=4。
1℃/W，散热器选择及散热计算目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装，这主要是可方便地安装在散热器上，便于散热.进行大功率器件及功率模块的散热计算，其目的是在确定的散热条件下选择合适的散热器,以保证器件或模块安全、可靠地工作。
散热器的选型与计算..
散热器的选型与计算以7805为例说明问题.设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出.正确的设计方法是:首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温TJMAX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃/2.45W=26℃/W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻.计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即54//x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足.散热器的计算:总热阻RQj-a=(Tjmax-Ta)/PdTjmax :芯组最大结温150℃Ta :环境温度85℃Pd : 芯组最大功耗Pd=输入功率-输出功率={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2=5.5℃/W总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知RQj-C=1.0 RQC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻RQd-a=[(10/kd)1/2+650/A]C其中k:导热率铝为2.08d:散热器厚度cmA:散热器面积cm2C:修正因子取1按现有散热器考虑,d=1.0 A=17.6×7+17.6×1×13算得散热器热阻RQd-a=4.1℃/W,散热器选择及散热计算目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装，这主要是可方便地安装在散热器上，便于散热。
液压系统发热量的计算
液压系统发热量的计算
液压系统发热量的计算是液压系统设计中的一个重要环节。
液压系统中的液压元件和油液的摩擦、压缩、流动等过程都会产生热量，如果不及时散热，就会导致液压系统温度过高，进而影响系统的性能和寿命。
液压系统发热量的计算可以通过以下公式进行：
Q = V x ρ x Cp x ΔT
其中，Q表示液压系统的发热量，单位为焦耳（J），V表示系统中的油液体积，单位为立方米（m），ρ表示油液的密度，单位为千克/立方米（kg/m），Cp表示油液的比热容，单位为焦耳/千克·开尔文（J/kg·K），ΔT表示系统温升，单位为开尔文（K）。
在实际计算中，需要考虑液压系统中液压元件的流量、压力、工作时间、环境温度等因素对系统发热量的影响，以便更精确地计算液压系统的发热量和设计散热系统。
除此之外，还可以通过优化液压系统的设计，减少系统发热量的产生，例如采用高效率的液压元件、降低系统压力、增加系统冷却面积、提高液压油的质量等措施，以确保液压系统的正常运行和稳定性能。
- 1 -。
散热器选型,散热面积理论计算及风扇选择
散热器选型，散热面积理论计算及风扇选择。
散热器选择的计算方法一，各热参数定义：Rja———总热阻，℃/W；Rjc———器件的内热阻，℃/W；Rcs———器件与散热器界面间的界面热阻，℃/W；Rsa———散热器热阻，℃/W；Tj———发热源器件内结温度，℃；Tc———发热源器件表面壳温度，℃；Ts———散热器温度，℃；Ta———环境温度，℃；Pc———器件使用功率，W；ΔTsa ———散热器温升，℃；二，散热器选择：Rsa =(Tj-Ta)／Pc - Rjc -Rcs式中：Rsa（散热器热阻）是选择散热器的主要依据。
Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数，Pc 是设计要求的参数，Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/（接触面积X接触材料导热系数）。
（1）计算总热阻Rja：Rja= (Tjmax-Ta)／Pc（2）计算散热器热阻Rsa 或温升ΔTsa：Rsa = Rja－Rtj－RtcΔTsa＝Rsa×Pc（3）确定散热器按照散热器的工作条件（自然冷却或强迫风冷），根据Rsa 或ΔTsa 和Pc 选择散热器，查所选散热器的散热曲线（Rsa 曲线或ΔTsa 线），曲线上查出的值小于计算值时，就找到了合适的热阻散热器及其对应的风速，根据风速流经散热器截面核算流量及根据散热器流阻曲线上风速对应的阻力压降，选择满足流量和压力工作点的风扇。
散热器热阻曲线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~三，散热器尺寸设计：对于散热器，当无法找到热阻曲线或温升曲线时，可以按以下方法确定：按上述公式求出散热器温升ΔTsa，然后计算散热器的综合换热系数α：α＝7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)／20]}式中：ψ1———描写散热器L/b 对α的影响，（L 为散热器的长度，b 为两肋片的间距）；ψ2———描写散热器h/b 对α的影响，（h 为散热器肋片的高度）；ψ3———描写散热器宽度尺寸W 增加时对α的影响；√√ [(Tf-Ta)／20]———描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对α的影响；以上参数可以查表得到。
闭式液压系统热平衡计算
闭式液压系统内部油温的热平衡是决定系统工作寿命，甚至能否正常工作的重要因素之一。
因而在设计闭式液压系统时，设计者需要对整个系统的热平衡进行一个概算，从而对这个系统的温升有一个评估和判断，极大的避免了盲目试验。
笔者结合现在的认识，对闭式液压系统做如下的概略分析，以期抛砖引玉之效。
在设计计算系统热平衡之前，首先需要确定对于这个系统，最高的内部油温ｔ２不超过１００℃，在系统工作压差超过１４Ｍｐａ时，设计ｔ２定为９５℃，油箱温度ｔ１定位６５℃，系统温度循环如下图所示：系统发热量：在闭式液压系统中，由于局部和沿程压力损失、内部泄漏及运动部件摩擦力的存在，会导致一部分系统功率损失，这一部分损失的功率会转化成热量被系统的油液及元器件所吸收，使系统温度升高。
根据能量守恒定律，系统损失的功率将转化成热量，即系统的损失功率为系统的发热功率。
如果设系统的功率为Ｐ，总效率为η＝０．６５～０．７５，系统的总发热功率为Ｐｔ，则有Ｐ＝Ｑ△Ｐ（１－η）／６０（ｋＷ）（１）式中：Ｑ为主泵的流量，Ｌ／ｍｉｎ；△Ｐ为系统的工作压差，Ｍｐａ。
系统散热量：整个散热系统可理解分为三级，第一级为补油泵的冲洗散热，第二级为油散热器的散热，第三级为油箱散热。
补油泵的一级冲洗散热。
闭式系统的大部分热量是靠补油泵的低温油液置换冲洗带走。
若不计液压元件表面散热，单位时间内，当补油泵的低温油和系统的高温油达到热平衡（温度计为ｔ）时，系统发热量等于冲洗散热量，则散热功率：Ｐ＝ＬρＣ△Ｔ／６０（ｋＷ）（２）式中：Ｌ为补油泵流量，Ｌ／ｍｉｎ。
ρ为液压油密度０．８５ｋｇ／Ｌ。
Ｃ为液压油比热容，ｋＪ／（ｋｇ·°Ｃ），取１．８８。
△Ｔ为低温油和热平衡油温度之差，°Ｃ。
△Ｔ＝ｔ－ｔ１设补油系数为Ｋ＝Ｌ／Ｑ＝０．１５～０．２５。
（３）联合（１）、（２）和（３）式得△Ｔ＝（４）由式（４）可知，对于选定的液压油品、液压泵和马达，液压油密度ρ、液压油比热容Ｃ、总效率为η和补油系数Ｋ为定值，系统一级温升△Ｔ与系统的工作压差△Ｐ成正比。
散热器如何选型及计算
散热器如何选型及计算散热器是用来散热的设备，广泛应用于电子设备、机械设备、汽车等各个行业。
选型和计算散热器的主要目的是确保设备能够良好地散热，避免过热导致设备故障或者损坏。
以下是关于散热器选型和计算的详细内容。
一、散热器选型：1.确定散热器类型：根据具体的应用场景和要求，选择合适的散热器类型，如散热片、风冷散热器、水冷散热器等。
2.计算散热器尺寸：根据散热器所能承载的功率和散热区域的限制，计算散热器的尺寸，包括长度、宽度和高度等。
3.确定散热器材质：根据具体的散热要求和环境条件，选择合适的散热器材质，如铜、铝、不锈钢等。
4.确定散热器安装方式：根据散热器的应用场景和要求，确定散热器的安装方式，如板式安装、贴片安装等。
5.考虑附件需求：根据具体的应用场景和要求，考虑是否需要配备散热风扇、水泵等附件，以提高散热效果。
二、散热器计算：1.确定散热功率：根据设备的功率消耗和工作条件，计算散热器所需的散热功率。
常用公式为：散热功率=(设备最高工作温度-设备环境温度)/散热器散热系数。
2.计算散热面积：根据散热功率和材料的导热性能，计算散热器所需的散热面积。
常用公式为：散热面积=散热功率/(材料导热系数×温度差)。
3.确定散热器尺寸：根据散热面积和散热器的设计限制，计算散热器的尺寸。
通常，散热器的表面积越大，散热效果越好。
4.选择散热器材料和结构：根据散热功率和散热器尺寸，选择合适的散热器材料和结构。
铜和铝是常用的散热材料，具有良好的导热性能。
5.考虑散热风扇或水泵：根据散热要求和工作条件，选择合适的散热风扇或水泵。
风扇的选择要考虑空气流量和风压，水泵的选择要考虑水流量和扬程。
散热器尺寸设计计算方法
散热器尺寸设计计算方法
判断依据：
其中 ：散热器换热量，W
：散热器与空气的表面对流换热系数，W/(m2*K)
：散热器表面积，m2
：散热器平均温度，℃
：空气温度，℃
一．自然冷却
对流换热量
1．散热器与空气的表面对流换热系数 的计算：
自然冷却， 可以近似取5W/(m2*K)
2．散热器表面积 的计算：
散热器的表面积可近似为翅片的表面积
则散热器的总换热量为
对于表面做镀黑处理的散热器辐射换热量约为对流换热量的40%。
则散热器的总换热量为
5．模块功耗 的计算：可近似用变频器功率*2.5%作为模块的功耗。
结论：通过计算的Q与实际模块的损耗值P进行对比，如果超出很多说明散热器的设计冗余较大。
二．
1.散热器与空气的表面对流换热系数 的计算：
其中
：散热器长度
：翅片高度
n：翅片个数
3．空气温度 取45℃。
4．散热器平均温度 的计算
自然冷却时，散热器均稳性能较好，在环境温度为45℃时，我司测试标准为散热器NTC最大温升45℃，此时散热器的平均温升约40℃，,取5℃的安全余量，散热器平均温度75℃。
则散热器的对流换热量
辐射换热量
对于表面未做处理的散热器辐射换热量约为对流换热量的25%。
4.散热器平均温度 的计算
强迫风冷时，散热器均稳性能较差，在环境温度为45℃时，我司测试标准为散热器NTC最大温升45℃，此时散热器的平均温升约30℃，取5℃的安全余量，散热器平均温度升25℃，此时散热器温度为70℃。
强迫风机不计算辐射换热量
汽车散热器选择的计算方法
散热器选择的计算方法一，各热参数定义：Rja———总热阻，℃/W；Rjc———器件的内热阻，℃/W；Rcs———器件与散热器界面间的界面热阻，℃/W；Rsa———散热器热阻，℃/W；Tj———发热源器件内结温度，℃；Tc———发热源器件表面壳温度，℃；Ts———散热器温度，℃；Ta———环境温度，℃；Pc———器件使用功率，W；ΔTsa ———散热器温升，℃；二，散热器选择：Rsa =(Tj-Ta)／Pc - Rjc -Rcs式中：Rsa（散热器热阻）是选择散热器的主要依据。
Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数，Pc 是设计要求的参数，Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/（接触面积X 接触材料导热系数）。
（1）计算总热阻Rja：Rja= (Tjmax-Ta)／Pc（2）计算散热器热阻Rsa 或温升ΔTsa：Rsa = Rja－Rtj－RtcΔTsa＝Rsa×Pc（3）确定散热器按照散热器的工作条件（自然冷却或强迫风冷），根据Rsa 或ΔTsa 和Pc 选择散热器，查所选散热器的散热曲线（Rsa 曲线或ΔTsa 线），曲线上查出的值小于计算值时，就找到了合适的热阻散热器及其对应的风速，根据风速流经散热器截面核算流量及根据散热器流阻曲线上风速对应的阻力压降，选择满足流量和压力工作点的风扇。
散热器热阻曲线三，散热器尺寸设计：对于散热器，当无法找到热阻曲线或温升曲线时，可以按以下方法确定：按上述公式求出散热器温升ΔTsa，然后计算散热器的综合换热系数α：α＝7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)／20]}式中：ψ1———描写散热器L/b 对α的影响，（L 为散热器的长度，b 为两肋片的间距）；ψ2———描写散热器h/b 对α的影响，（h 为散热器肋片的高度）；ψ3———描写散热器宽度尺寸W 增加时对α的影响；√√ [(Tf-Ta)／20]———描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对α的影响；以上参数可以查表得到。
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液压系统温升及散热器
选型计算
The manuscript was revised on the evening of 2021
液压系统温升及散热器选型计算
液压系统油液温升计算及冷却器选型
摘要: 介绍了液压系统的系统损耗功率及油液温升的计
算。
通过对两种冷却器的比较, 提出了正确的选型方法。
关键词: 液压系统; 油液温升; 冷却器; 损耗功率
1 前言
液压系统的压力、容积和机械损失构成总的能
量损失, 这些能量损失都将转化为热量, 使系统油温升高。
油温的变化将直接影响液压元件的寿命; 油温升高将使油液氧化, 加速油液的变质; 油温过高还严重影响液压油的稳定性, 进而影响液压系统的寿命和传动效率。
为此, 必须对系统进行发热与温升计算, 以便对系统温升加以控制。
下面对液压系统的发热量及温升计算和冷却器的选择予以介绍。
2 系统损耗功率和温升计算
损耗功率计算
液压系统发热的主要原因是由液压泵和执行器
的功率损失以及溢流阀的溢流损失造成的。
其系统的损耗功率即发热功率为:
H=P( 1- η)
式中:
P—系统泵组的总驱动功率;
η—系统效率。
η=ηP
ηC
ηA
其中:
ηP
—液压泵的效率, 可从产品样本中查到;
ηA
—液压执行器总效率, 液压缸一般取～;
ηC
—液压回路的效率。
ηC
=
Σp1 q1
Σp P q P
式中:
Σp1 q1 —各执行器负载压力和负载流量即输入
流量乘积的总和;
Σp p q p —各液压泵供油压力和输出流量乘积的
总和。
系统的损耗功率即发热功率H 也可按下式估
算, 由于热能的损耗总量约占泵组驱动功率的15% ～30%, 因此:
H=( 15%～30%) P
油液温升计算
液压系统中产生的热量H, 由系统中各个散热
面散发至空气中, 其中油箱是主要散热面。
因为管道散热面积相对较小, 且与其身的压力损失产生的热量基本平衡, 故一般略去不计。
当只考虑油箱散热
时, 其散热量H O 可按下式计算:
H O=KAΔt
式中:
K—散热系数[ W(/ m2·℃) ] , 计算时可选用推荐值: 当通风很差( 空气不循环) 时, K=8[ W/ ( m2·℃) ] ; 通风良好( 空气流速为1m/s 左右) 时, K=14～20[ W(/ m2·℃) ] ; 风扇冷却时,
K=20～25[ W(/ m2·℃) ] ; 用循环水冷却时,
K=110～175[ W(/ m2·℃) ] 。
A—油箱散热面积, m2;
Δt—系统温升, 即系统达到热平衡时油温与环
境温度之差。
一般工作机械Δt≤35℃; 工
程机械Δt≤40℃; 数控机床Δt≤25℃。
当系统产生的热量H 等于其散发出去的热量
H O 时, 系统达到平衡, 此时:
Δt=
H
KA ( 1)
当六面体油箱长、宽、高比例为1∶1∶1～1∶2∶3 且液面高度是油箱高度的倍时, 其散热面积的近
似计算式为:
A= V2 3" ( 2)
由式( 1) 和( 2) 可导出:
Δt=
H
V2 3"
式中:
V—油箱的有效容量, L。
若计算结果超出允许值并且适当加大油箱散热
面积仍不能满足要求时, 则应采取风扇强制散热或
加冷却器。
3 冷却器的选择
若系统长时间运转( 多班次连轴转) , 或出现环
境温度过高等散热问题, 均可采用外装冷却器解决。
重工与起重技术
HEAVY INDUSTRIAL & HOISTING MACHINERY
2007
Serial
2007 年第4 期
总第16 期
- 26-
重工与起重技术
HEAVY INDUSTRIAL & HOISTING MACHINERY
冷却器包括油- 气冷却器和油- 水冷却器两种
形式。
这两种形式各有优缺点: 油- 气冷却器安装成
本低、维修方便, 电机和电压可自由选取, 不会对液压系统造成损害; 但它比油- 水冷却器单元机组的体积大, 易产生噪音, 受环境温度影响较大。
油- 水
冷却器利用冷却水散热, 因此现场要有一定的水
源, 当冷却水温度一定时, 它有固定的冷却能力, 而与环境温度上升无关, 与油- 气冷却器相比, 在相同
冷却能力的情况下, 其体积更小, 但冷却水有渗漏
的可能, 也可能进入液压油, 损害设备。
选择油- 气冷却器时只要满足其冷却功率Pv=
( 15%～30%) P, 再根据相应的产品样本即可查得冷却器的型号规格。
选择油- 水冷却器时的主要参数是换热面积A T
A T=
H- H o
KΔt m
式中:
Δt m —对数平均温差, 即:
Δt m=
( T1 - t2) -( T2 - t1)
ln( T1 - t2) -( T2 - t1)
其中:
T1、T2—液压油液进出口温度, ℃;
t1、t2—冷却水进出口温度, ℃。
4 结束语
液压系统的设计计算包括系统压力损失、系统
效率、系统发热与温升及液压冲击等。
其计算的目的
是验算液压系统的技术性能, 从而对液压系统的设
计质量作出评价。
如果发生矛盾, 则应对液压系统进
行修正或改变液压元件规格。
我公司设计人员根据多年的实践经验, 对油液
温升问题做了详细地分析研究, 所选择的冷却器型
号规格, 均达到了很好的冷却效果, 延长了液压油液
的使用寿命, 减轻了对液压元件的损害, 因而, 延长
了整套设备的使用寿命, 为用户节省了大量的维修
与维护费用。
参考文献
1.张妍主编.现代液压站建设新技术与组装调试.运行维
护及故障诊断实务全书.北方工业出版社, 2007
f 主编.液压传动与液压元件.2003。