1مقدمة
يتم استخدام مبادلات الحرارة الصفيحة على نطاق واسع في مختلف الصناعات لتطبيقات نقل الحرارة.اللصقات والصفائح في هذه المبادلات الحرارية تلعب أدوار حاسمة في ضمان نقل الحرارة الفعال ومنع التسربيمكن أن يؤثر تقلص العفن ، الذي يحدث أثناء عملية تصنيع اللصقات والصفائح ، على أدائها ووظائفها بشكل كبير.فهم هذه التأثيرات أمر ضروري لتحسين تصميم وإنتاج مبادلات الحرارة الصفيحة.
2فهم تقلص العفن
2.1 التعريف والحساب
يشير تقلص العفن إلى تقليل حجم الجزء المصبوب أثناء تبريده وتصلبه بعد تشكيله في العفن.عادة ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية ويتم احتسابها عن طريق مقارنة الفرق بين حجم تجويف القالب وحجم الجزء النهائي بحجم تجويف القالبمن الناحية الرياضية، يمكن حساب معدل الانكماش (S) باستخدام الصيغة: (S=frac{D - M}{D} مرات 100%) ، حيث (D) هو حجم القالب و (M) هو حجم الجزء المصبوب.
2.2 العوامل التي تؤثر على تقلص العفن
- الخصائص المادية: تحتوي المواد المختلفة المستخدمة في اللصقات والصفائح، مثل المطاط للضمادات والمعادن المختلفة للصفائح، على خصائص تقلص متميزة.المواد المطاطية المستخدمة في المسامير يمكن أن يكون لها مجموعة واسعة من معدلات الانكماش اعتمادا على نوعهاالمواد البلورية عادة ما يكون لها معدل تقلص أعلى مقارنة مع المواد غير الملموسة.
- شروط المعالجة: تُؤثر معايير عملية التشكيل، بما في ذلك درجة الحرارة والضغط ووقت التبريد، بشكل كبير على تقلص القالب. درجات حرارة التشكيل العالية يمكن أن تؤدي إلى زيادة حركة الجزيئات،مما يؤدي إلى تقلص أكبر أثناء التبريديمكن لفترات التبريد الطويلة أن تسمح بتصلب أكثر تكافؤًا وكمالًا ، مما يقلل من إمكانية التشوه والتقلص المفرط.
- هندسة الجزء: يشكل شكل وحجم الصمامات والصفائح تأثيرًا أيضًا على الانكماش. يمكن أن تشهد الهندسة المعقدة ذات الجدران الرقيقة أو المساحات السطحية الكبيرة انكماشًا غير متساو،مما يؤدي إلى التشوه أو عدم دقة الأبعادبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤثر وجود سمات مثل الثقوب أو الأضلاع أو الرؤوس على تدفق المادة أثناء التشكيل وسلوك الانكماش اللاحق.
3التأثير على الغسالات
3.1 دقة الأبعاد
الأبعاد الدقيقة للضمادات حاسمة للختم السليم في مبادلات الحرارة الصفيحة. إذا لم يتم حساب معدل تقلص القالب بشكل صحيح،قد يكون الصمامات الناتجة كبيرة جدا أو صغيرة جداقد لا يوفر غطاء صغير جدًا ختمًا فعالًا ، مما يؤدي إلى تسرب بين الألواح وتقليل كفاءة نقل الحرارة.يمكن أن يسبب غطاء كبير جدًا صعوبات أثناء التثبيت ويمكن أن يؤثر أيضًا على الأداء العام للمبادل الحراري من خلال التدخل في محاذاة الألواح بشكل صحيح.
3.2 أداء الختم
تعتمد قدرة الختم على قدرته على التوافق مع سطح اللوحة والحفاظ على ختم ضيق في ظل ظروف التشغيل.تقلص العفن يمكن أن يؤثر على شكل القسم العرضي للضغط ووحدة السماكةيمكن أن يؤدي التقلص غير المتكافئ إلى أن يكون للضغط اللاصق غير متسق على طول سطح الختم ، مما يخلق مسارات تسرب محتملة.في التطبيقات التي تتضمن ضغوط عالية أو درجات حرارة عالية، حتى الانحراف الصغير في أبعاد اللحم بسبب الانكماش يمكن أن يضعف سلامة الختم ويؤدي إلى فشل النظام.
3.3 خصائص المواد والمتانة
يمكن أن يؤثر تقلص العفن أيضًا على خصائص المواد في الصمغ. أثناء عملية التبريد ، قد تتجه سلاسل البوليمر في المادة المطاطية في اتجاه معين ،والتي يمكن أن تؤثر على الخصائص الميكانيكية مثل قوة الشدإذا كان الانكماش مفرطًا أو غير موحد ، فيمكن أن يؤدي إلى توترات داخلية داخل الغطاء ، مما يقلل من متانته ومدة عمره. مع مرور الوقت ،هذه الإجهادات الداخلية يمكن أن تسبب الشق أو تدهور الصمغ بسرعة أكبر، والتي تتطلب استبدال أكثر تواترا.
4تأثير على اللوحات
4.1 تناسب الأبعاد مع الصمامات
تم تصميم الألواح في مبادل الحرارة للصفائح للعمل جنبا إلى جنب مع الصمامات لإنشاء مسار تدفق مغلق لسوائل نقل الحرارة.تقلص العفن من الألواح يمكن أن تؤثر على توافقها مع الغطاءاتإذا تقلصت الألواح أكثر من اللازم ، فقد تصبح خروط اللصاق ضيقة للغاية ، مما يجعل من الصعب تثبيت اللصاقات بشكل صحيح. على العكس من ذلك ، إذا لم تقلص الألواح بما فيه الكفاية ، فستكون هناك مشكلة في التثبيت.قد تكون خروقات الصمغات واسعة جداً، مما يؤدي إلى تناسب فضفاض وتسرب محتمل. الضروري التحكم الدقيق في تقلص القالب لكل من اللوحات والغلافات لضمان تناسب مناسب وتسجيل موثوق به.
4.2 كفاءة نقل الحرارة
إن كفاءة نقل الحرارة في مبادل حرارة الصفيحة مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بمساحة السطح المتاحة لتبادل الحرارة وتوزيع تدفق السوائل.يمكن أن يؤثر تقلص العفن على شكل الصفائح وسطتهاإذا كانت الصفائح تلتوي أو تشوه بسبب الانكماش غير المتساوي، قنوات التدفق بين الصفائح قد تصبح غير موحدة، مما يؤدي إلى توزيع السائل غير متساوية.هذا يمكن أن يقلل من كفاءة نقل الحرارة بشكل عام حيث أن بعض مناطق الألواح قد لا تستخدم بشكل فعال لتبادل الحرارةبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الصفائح الملتوية أيضا إلى زيادة انخفاض الضغط عبر مبادل الحرارة، وتستهلك المزيد من الطاقة لضخ السوائل من خلال النظام.
4.3 السلامة الميكانيكية
يجب أن تتحمل الألواح الموجودة في مبادل حرارة الألواح الإجهادات الميكانيكية التي يفرضها ضغط السوائل التي تتدفق من خلالها. يمكن أن يؤدي تقلص العفن إلى إدخال الإجهادات الداخلية في الألواح,وخاصة إذا كان الانكماش غير متساوٍ. هذه الإجهادات الداخلية يمكن أن تقلل من قدرة الألواح على مقاومة الأحمال الخارجية ويمكن أن تؤدي إلى فشل مبكر، مثل الشقوق أو التشوه.في التطبيقات التي توجد فيها اختلافات ضغط عالية، ضمان أن الصفائح لديها سلامة ميكانيكية كافية عن طريق السيطرة على تقلص العفن هو من أهمية قصوى.
5استراتيجيات لتخفيف تأثير تقلص العفن
5.1 اختيار المواد الدقيق
اختيار المواد المناسبة للضمادات والصفائح هو الخطوة الأولى في السيطرة على تقلص العفن.يجب اختيار مواد ذات خصائص تقلص متسقة ومفهومة بشكل جيدفي بعض الحالات، يمكن استخدام المواد الإضافية لتعديل سلوك الانكماش للمادة الأساسية.يجب النظر في المواد ذات خصائص تقلص منخفضة أو تلك التي يمكن تعديلها بسهولة خلال عملية التصنيع لمعرفة التقلصبالإضافة إلى ذلك، إجراء اختبار المواد الدقيق قبل الإنتاج يمكن أن يساعد في التنبؤ بدقة والسيطرة على الانكماش.
5.2 تحسين عملية التشكيل
إن ضبط معايير عملية التشكيل هو أمر حاسم للحد من اختلافات تقلص القالب. وهذا يشمل التحكم بعناية في ملف درجة الحرارة أثناء التشكيل،التأكد من أن القالب يتم تسخينه وتبريده بالتساوييمكن أيضاً أن يساعد تعديل الضغط المطبق أثناء عملية التشكيل في تعويض الانكماش.تطبيق ضغط أعلى خلال مرحلة التبريد يمكن أن يساعد على تضخيم المادة وتقليل الانكماشاستخدام تقنيات التشكيل المتقدمة، مثل التشكيل بالحقن مع أنظمة التحكم الدقيقة، يمكن أن توفر سيطرة أفضل على العملية وتؤدي إلى سلوك تقلص أكثر اتساقا.
5.3 اعتبارات تصميم العفن
تصميم القالب نفسه يلعب دورًا مهمًا في إدارة تقلص القالب. يجب تصميم تجويف القالب مع أخذ معدل التقلص المتوقع في الاعتبار ،مع الأخذ بعين الاعتبار خصائص المواد وظروف المعالجةاستخدام إدراجات القالب أو مكونات قابلة للتعديل يمكن أن يسمح بتعديل دقيق لأبعاد القالب أثناء الإنتاج.يمكن أن يساعد تصميم التهوية والبوابة المناسب في القالب على ضمان تدفق المواد المتساوية وتقليل احتمال التقلص غير المتساوي.
5.4 معالجات ما بعد التشكيل
يمكن تطبيق بعض العلاجات بعد التشكيل لتصحيح أو تقليل آثار تقلص العفن.يمكن استخدام عمليات ما بعد التشديد لتخفيف الضغوط الداخلية وتعزيز استقرار الأبعادبالنسبة للألواح، يمكن أن تساعد العمليات مثل التسخين أو تخفيف التوتر في تقليل الإجهاد الداخلي الناجم عن الانكماش.يمكن القيام بعمليات التصنيع أو التقطيع لتحقيق الأبعاد النهائية المرجوة، على الرغم من أن هذا قد يضيف إلى تكلفة الإنتاج والتعقيد.
6الاستنتاج
إن تقلص العفن له تأثير عميق على أداء وجودة اللصقات والصفائح في مبادلات الحرارة للصفائح. يمكن أن يؤثر على دقة الأبعاد ، وأداء الختم ، وكفاءة نقل الحرارة ،والسلامة الميكانيكيةمن خلال فهم العوامل التي تؤثر على تقلص القالب وتنفيذ الاستراتيجيات المناسبة مثل اختيار المواد الدقيقة، وتحسين العملية، وتحسين تصميم القالب،ومعالجات ما بعد التشكيل، يمكن للمصنعين تخفيف الآثار السلبية للإنكماش بشكل فعال. وهذا سيؤدي إلى إنتاج مبادلات حرارة الصفائح ذات جودة أعلى مع تحسين الأداء ، والموثوقية ،ومدة الحياة، في نهاية المطاف يستفيد من مجموعة واسعة من الصناعات التي تعتمد على هذه الأجهزة نقل الحرارة.
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!
