Induction lóða ál rör með hátíðni innleiðslu upphitun

Skáldsögusviðin svæði framkalla hita þarfnast greiningar á hitadreifingu inni í upphituðum hlutum með hliðsjón af samsvarandi mannvirkjum og efniseiginleikum. Endanleg frumefnaaðferðin (FEM) veitir öflugt tæki til að framkvæma slíkar greiningar og hagræðingu á upphitunarferli með innleiðslu með samtengdum rafsegul- og hitatölugreiningum og eftirlíkingum.

Meginmarkmið þessa framlags er að gefa til kynna möguleikann á að beita réttri, háþróaðri og skilvirkri virkjunarlóðunartækni til framleiðslu á sólarsöfnum byggðum á tölulegri eftirlíkingu og gerðum tilraunum.

Vandamála lýsing

Þessi vinna fjallar um hönnun á íhlutum fyrir sólar safnara sem henta til lóðunar, þ.e. hlutum safnslöngunnar (mynd 1a). Slöngur eru framleiddar úr Al-álfelgur af gerðinni AW 3000 með efnasamsetningu sem gefin er í töflu 1. Til lóðunar er álfelgur af gerðinni Al 104 notaður (tafla 2) ásamt fluxinu Braze Tec 32/80 sem leifar eru ekki -roðandi. Hitastigið milli solidus og liquidus hitastigs fyrir Al 104 lóðmálmblönduna er á bilinu 575 ° C til 585 ° C. Solidus hitastig rörefnisins er 650 ° C.

Tafla 1 Efnasamsetning AW 3000 álfelgur [wt. %]

Tafla 2 Efnasamsetning lóðblöndunnar af Al 104 gerðinni [wt. %]

Lóðunarferlið gerir ráð fyrir beitingu upphitunar upphitunar. Nauðsynlegt er að hanna kerfið til upphitunar hitauppstreymis á þann hátt að lóðahitastig ætti að nást í samskeyti (lóðmálmar - lóðmálmblöndur) á sama tíma. Frá þessu sjónarhorni er rétt val á sprautu, rúmfræði og rekstrarbreytum (aðallega tíðni og upprunastraumur) mjög mikilvægt. Lögun og mál hönnuðs vatnskælda koparsprautu eru sýnd á mynd 1b

Áhrif viðeigandi breytna innleiðsluhitunar á hitadreifingu í lóðuðum hlutum voru metin með tölulegri eftirlíkingu af upphitunarhitun með því að nota forritakóðann ANSYS 10.0.

Uppgerð líkan

Í samræmi við aðferðafræðina við lausn á tengdum rafsegul- og hitauppstreymi með FEM með ANSYS 10.0 hugbúnaðinum [3-5] var eftirlíkingarlíkan af upphitunarferli til upphitunar þróað með rúmfræðilegum, eðlisfræðilegum og upphafsskilyrðum. Meginmarkmið með tölulegri eftirlíkingu var að skilgreina bestu breytur til upphitunar upphitunar (tíðni og upprunastraumur) til að ná nauðsynlegri hitadreifingu á svæði myndunar.

Tillaga að þrívíddarlíkani (mynd 3) til rafsegulgreiningar samanstendur af líkani af rörum, málmblöndu, vatnskældri innleiðslu spólu og nærliggjandi lofti (ekki sýnt á mynd 2). Við hitagreininguna var aðeins litið á slöngur og málmblöndur. Smáatriði um möskvann sem myndast úr línulegum, 2 hnútum þáttum á svæði samskeytisins er sýnt á mynd 8b.

Mynd 2 a) Geómetrískt líkan fyrir rafsegulgreiningu án þess að vera í kringum loftið og b) smáatriði um þrívíddarnetið sem myndast á svæðinu við samskeyti. Hitafíkn rafmagns og hitauppstreymis AW 3 álfelgur og Al 3000 lóðmálmblöndu fengust með JMatPro hugbúnaður [104]. Í framhaldi af því að efnin sem notuð eru eru ekki segulmagnaðir, hlutfallslegt gegndræpi þeirra µr = 1.

Upphafshitastig lóðaðra efna var 20 ° C. Fullkomnir raf- og hitauppstreymi á mörkum yfirborðs efna átti að vera. Tíðni upprunastraumsins í innleiðslu spólunni átti að vera 350 kHz. Gildi upprunastraums var skilgreint frá bilinu 600 A til 700 A. Tekið var tillit til kælingar á lóðuðu rörunum með frjálsri convection og geislun til lofts með hitastiginu 20 ° C. Samsettur varmaflutningsstuðull háður yfirborðshitastigi lóðaðra hluta var skilgreindur. Á mynd 3 er hitastigsdreifing í lóðuðum hlutum eftir að nauðsynlegum hitastigum hefur náðst í samskeyti fyrir valin gildi beittra uppsprettustrauma í framkalla hita spólu. Tíminn í 36 sekúndur sem notar strauminn 600 A virðist vera ansi langur. Hraðhitunin sem notar upphafsstrauminn 700 A getur ekki dugað til að bræða Al 104 lóðmálmblönduna. Af þessum sökum er mælt með uppruna núverandi um það bil 620 A til 640 A sem leiðir til bráðnunartíma frá 25 til 27.5 sekúndur ……

Lóðrétt álrör með upphitunarleiðslu