全焊接板式换热器数值模拟及实验验证

为进一步提升全焊接板式换热器在工业应用中的换热效率,降低其流体阻力,在对全焊接板式换热器结构及其优势分析的基础上,通过CAD软件建立三维模型,并采用FLUENT软件对不同波纹角度和波纹间距对应换热器的换热效率与运行阻力进行对比研究,得出最佳参数为波纹板波纹角度为60°、波纹管间距为25 mm。经试验验证表明,优化后的全焊接板式换热器,冷热介质的流量误差控制在3%以内,冷热介质的入口温度误差控制在2%以内,其换热效率达到46.44%和40.49%。     

换热器板片焊接夹紧装置的设计及试验研究

板式换热器在工业部门中应用广泛。在实际焊接过程中,板片组间焊接部位间隙大导致焊接效率低、生产成本高。针对焊接过程中焊接效率低的问题,设计了一种焊接夹紧装置。分析了全焊接板式换热器焊接夹紧动作,提出了一种三轴联动快速夹紧方法和焊接夹紧装置设计方案。研究了焊接夹紧装置关键夹紧部位的工作流程,利用SolidWorks软件对换热器焊接夹紧装置进行了三维建模仿真模拟,优化了结构,研制了焊接夹紧装置样机,进行了试验。试验结果证明,焊接夹紧装置移动速度快,夹紧效果好,有效提高了焊接效率。     

制冷用板式换热器标准修订介绍

JB8701制冷用板式换热器是世界上第一个系统规定不可拆板式换热器(包括钎焊板式换热器、半焊板式换热器和全焊板式换热器)设计、制造、检验与验收要求的技术标准。标准对我国的紧凑式换热器产品走出国门起到积极的推动作用。本次修订从板式换热器国际先进技术状况出发,对板式换热器的适用范围进行了调整;结合ISO5148、UL207等制冷系统受压元件安全规范标准,基于强度试验和疲劳试验相结合的验证性试验方法,对钎焊板式换热器的设计提出了明确的要求;分析了钎焊板式换热器主要焊接的型式与特点,采用了ASMEⅨ中钎焊工艺评定的有关内容,首次提出钎焊板式换热器钎焊工艺评定的技术要求;深入研究了板式换热器的泄漏试验,结合EC842的有关规定,对比了不同制冷剂在标准规定工况下的泄漏指标。增加了作为冷凝器的板式换热器的性能测试方法,并增加了热泵机组下冷凝器和蒸发器的测试工况。和JB8701-1998相比,标准的完整性和系统性有了进一步的提高。     

倒装芯片钉头凸点工艺技术

采用钉头凸点工艺进行了倒装芯片上凸点的制备,运用田口试验方法进行设计和试验验证,确定了钉头凸点制备的优化的工艺参数组合。研究结果表明：凸点质量的影响因素依次是超声时间、超声功率和焊接压力,优化的工艺参数组合为超声时间50ms、超声功率0．36w、焊接压力55玎。采用优化后的工艺参数进行凸点制备,获得了稳定性良好的钉头凸点,可满足小批量混合集成微波电路芯片倒装焊接的需要。     

板式换热器激光密封焊接关键技术研究

针对薄壁冲压结构热交换板片激光焊接过程中存在的焊接变形大、缺陷多和性能不稳定等技术难题，开展换热器板片激光密封焊接关键技术研究。采用有限元数值模拟、装夹方案设计与试验验证相结合的方法，经济、快捷、有效地解决了大尺寸复杂冲压结构薄板片激光焊接变形难题，为焊接式热交换板片高效组装及产品无渗漏可靠工作提供了有效的前提保障条件。在焊接工作台上设计了结构新颖、功能实用的异形凸台与凹槽结构，并与通气孔相结合，简洁而有效地解决了多种材料、大幅面、非平整表面热交换板片焊接过程中快速安装定位、施焊处可靠压合及焊缝底部的保护气体调控难题，实现了激光焊接辅助工装多功能一体化。通过仿真结构优化设计的双层复合焊接嘴，有效解决了在焊接空间窄小、焊缝轨迹复杂条件下高效焊接与气体保护同步难题。采用系统工艺试验与性能测试相结合方式，在对大量试验数据进行对比优化处理基础上，获得了板式换热器常用板材激光焊接工艺参数与焊缝形貌、拉伸强度及耐腐蚀性能复合关系图，并优化出最佳焊接工艺窗口。科学、全面、直观、简便地解决了焊接能力、性能与效率之间兼容的难题。     

基于灰色理论的车门系统参数多目标优化

针对车门系统设计参数选择问题,提出了一种基于灰色理论的参数多目标优化方法。对车门系统设计参数中的可控因子进行正交试验设计,利用有限元方法获取车门下沉量和车门质量在不同参数组合下的响应值,并依据不同参数组合下的车门制造工艺确定车门成本。采用灰色相关理论对试验结果进行计算和分析,得到各因子在不同水平下与车门下沉量、车门质量、车门成本的关联系数和关联度,确定了一组各因子的优选组合,经试验验证,取得了较好的效果。     

基于正交试验的钎焊板式换热器优化设计

按钎焊板式换热器设计制造要求,本文选择波纹深度、波纹倾角、波距为影响钎焊板式换热器换热性能的主要因素,以传热系数为目标函数设计正交试验方案,基于Fluent仿真软件分析了各参数对换热性能的影响。由极差分析得到各结构参数对换热性能影响的主次关系,波纹深度是影响换热器换热性能的最主要因素,最后得到了一组优选参数。     

栅板式换热器的传热性能研究

建立了栅板式换热器板内流体流动的二维物理模型,通过数值模拟和冲渣水试验,分析了回收余热的栅板式换热器的传热性能。模拟了板间距和入口流速对流动和流阻的影响;试验测试了栅板式换热器的压降,分析栅板式换热器传热和流阻特性,并拟合出其传热和压降准则关系式。     

结构拓扑优化参数的正交试验设计

基于正交试验设计方法,针对结构拓扑优化中体积系数、惩罚因子和控制半径等参数的组合问题,设计了9种不同的试验组合方案,利用MATLAB软件对这9种方案进行了仿真试验分析,采用极差分析法和方差分析法对仿真结果进行了分析,优选出了结构的刚度达到最大、目标函数的迭代步数最少的参数组合方案,该方案在结构拓扑优化设计中具有较强的泛用性。     

组合涡发生器在螺旋板式换热器上的强化传热研究

在螺旋板式换热器螺旋通道内设置三角翼和椭圆柱组合涡发生器,利用流体计算软件Fluent进行三维数值模拟。研究了Re为4000～7000内组合涡发生器对通道平均Nu和平均阻力系数f的影响,并应用场协同原理进行了分析。与只加装椭圆柱涡发生器的螺旋板式换热器进行对比,结果表明,纵向涡发生器产生的二次流能改善螺旋通道内的速度场与温度场的协同性,起到强化换热作用。在正三角形排列方式下,组合涡发生器通道的平均Nu比椭圆柱涡发生器的平均Nu增大8.7%,阻力因子f减小23.7%,强化换热的效果较好。     

基于Fluent 的管壳式换热器数值模拟及优化

文中针对当前管壳式换热器结构特点及特性,提出了T型折流板和Y型折流板2种新的折流板结构.利用ANSYS Workbench平台,创建了T型折流板和Y型折流板管壳式换热器的几何模型及有限元模型.同时,利用Fluent分析了换热器在不同流体入口速度下的壳程流动及换热性能.针对Y型折流板管壳式换热器,研究了折流板侧板夹角对Y型折流板换热器壳程换热性能的影响.利用DesignExploration多目标优化工具,对T型折流板的结构参数进行了优化.     

新型人字形组合板式换热器及导流区的数值模拟

基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,运用SOLIDWORKS三维建模软件和FLUENT软件对一种新型人字形组合板式换热器及四种新型导流区进行研究。分析了不同设计参数的新型人字形组合板式换热器换热系数和压降,得到优化后的设计参数;从流型、压降、出口流体均匀分配程度等方面对市面上常见的2种导流区进行分析,在此基础上提出4种新型导流区,通过数值模拟研究其导流效果。结果发现:新型人字形组合板式换热器J型板较市面上常见的M型板的综合性能更优。当组合板中大波纹倾角板片(②板片)的倾角为60°,波纹截距为18 mm、16 mm或者14 mm中某一值时,随着组合板中小波纹倾角板片(①板片)波纹倾角增大,无论是冷流体还是热流体,表面传热系数和压降均增大。当①板片的波纹倾角为30°或40°,②板片的波纹截距变化对组合板片的性能影响不大;当1板片的波纹倾角为50°,②板片的波纹截距变化对组合板片的性能影响较大。导流区的设计对流体分布情况起主要影响作用。市面上常见的某种常规型导流区导流效果差,压降大,某公司M系列巧克力块型的导流区导流效果较好,压降小。4种新型导流区比常规型导流区的导流效果更好,压降介于常规型和巧克力块型之间,其中新型导流区Ⅲ的导流效果最好,压降很小。     

新型螺旋板式换热器及其传热特性研究

为提高螺旋板板式换热器的传热效率,提出了一种新型高效的缩放板螺旋板式换热器,并运用FLUENT软件对普通螺旋板式换热器和缩放板螺旋板式换热器进行传热数值模拟对比,分析不同雷诺数条件下换热器传热影响因子、阻力影响因子以及综合性能评价系数的变化规律,研究结果表明,Re在3143到157143的范围内,传热影响因子随着Re数...     

板式换热器的结构参数优化研究

以工业广泛使用的板式换热器为研究对象,应用序列二次规划法(NLPQL)对板式换热器结构参数——波纹角、波纹节高比进行了优化研究,以提高板式换热器的换热效果。     

基于田口方法铝合金电子束焊接工艺参数优化

为获得神州系列某型号5A06铝镁合金过滤器产品电子束焊端面优良焊缝,需要通过大量试验以获得最佳焊接参数。故利用Minitab中的田口方法来减少试验次数,降低研发成本,并评定焊接因子及其交互作用对焊缝的影响,最终得出各焊接因子对焊缝质量影响的主次,为焊接工艺优化及熔池研究提供焊接工艺参数。优化结果:聚焦电流274 m A,焊接束流14.5 m A,焊接速度5 rpm,高压60 k V,工作距离52 mm,向材料内部聚焦0.1 mm为最佳参数组合,且3个焊接因子中聚焦中心对焊缝成形影响最大。通过试验对优化后的焊接工艺参数进行验证,满足产品质量要求。结果表明,该方法可为铝合金电子束端面焊接合理选择焊接工艺参数和保证焊接质量提供参考依据。     

沉浸竖板式浴室热泵换热器的研究

针对普通的浴室热泵换热器存在易堵塞、维护复杂等问题,开发了一种沉浸竖板式换热器,介绍了其结构、工作原理和特性参数方程,并针对关键要素对传热量和压降的影响规律进行计算分析,对换热器的传热系数、换热器操作参数和热泵性能指标的变化规律进行了试验研究,理论分析和试验结果对该浴室热泵换热器的设计和调控均具有较好的参考价值。     

激光焊在板式换热器中的应用

<正> 传统的板式换热器焊接方法效率低,焊后变形大,影响其使用性能。采用激光焊接可以有效解决工艺问题,焊后变形小,焊接效率高,在板式换热器生产中得到普遍应用。板式换热器(见图1)是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比,     

基于ROBOGUIDE的焊接机器人节能优化研究

对焊接机器人进行能量和动力学分析,以探索能量消耗与参数之间的定量关系。建立了简化的能量损耗数学模型,并运用数学方法对该模型进行分析。结合生产案例,运用正交试验法确定最优参数,并应用ROBOGUIDE软件对机器人的焊接过程进行仿真。结果表明,采用正交试验法确定的焊接参数,可以使机器人节省16%的耗电量,并使功率、力矩及速度曲线平滑。该优化方法方便快捷,适用于工业生产领域里焊接机器人的能量优化。     

电动汽车减速驱动轮毂电动机散热设计及分析

为了解决电动汽车减速驱动型轮毂电动机散热条件差、温升高等问题,文中设计一种端面水冷冷却结构,用于轮毂电动机系统。首先利用有限元方法与电磁学理论计算电动机内部损耗,确定其自然散热条件下的温度场分布;并基于流热固耦合方法,以电动机绕组最高温度和冷却水道压降为评价指标,针对该冷却结构采用正交试验法分析不同冷却液进口流速、水道齿数、截面宽度、弯道圆角对轮毂电动机冷却散热效果的影响,并进行参数优化。结果表明：该冷却结构降温效果受进口流速影响最大,受弯道圆角影响最小,冷却效果可达24.1%;通过分析正交试验数据,对参数组合进行优化,可进一步降低4.6%温升,为减速驱动轮毂电动机冷却散热研究提供新的方案。     

热管铣刀散热基本结构关键参数优化

为给基本结构优化后的热管铣刀设定合理的结构参数,对热管铣刀的热流过程进行了优化分析,对与散热增量关系不明确的结构参数进行了深入讨论,并进行了该类参数与散热增量间的量化关系实验。首先建立热管铣刀结构参数与散热增量之间的关系评定实验平台,再通过系列正交试验获得各试验因子与散热增量之间的关系,并获得各因子的最佳取值,最后基于实验得到的各参数最佳值制造一把热管铣刀,并以此热管铣刀进行切削测温实验,进而验证正交试验结论的正确性。实验结果表明,相比结构参数未优化的热管铣刀,优化后切削区的温降达到50℃以上。