基于正交实验的微型换热器微注射成型工艺

微换热器以换热表面大,易于加工成型为特点,因此受到广泛的重视。实验以制品质量为实验指标,采用正交试验的F值、极差等方法分别对微型散热器成型中的主要工艺参数(注射速度、注射压力、保压压力、保压时间、模具温度、冷却时间等)进行了优化,并讨论了注射速度与注射压力之间的交互作用,同时对制品的密度,以及制品的收缩进行了分析。实验结果表明:保压时间和保压压力,对制品的影响最显著;最佳工艺条件为:保压时间9 s,保压压力90 MPa,冷却时间35 s,背压15 MPa,模具温度40℃,注射速度300 mm/s,注射压力200 MPa;密度方法对于微型换热器的评价不是很显著。实验为微换热器的微注射成型提供有益的技术基础。     

基于微注射成型的微连接器工艺实验研究

基于正交实验设计方法,对微连接器在不同的微注射成型工艺参数下的充填情况进行研究,选择制品的质量作为实验指标,确定模具温度、熔体温度、注射速度、保压压力、保压时间、冷却时间等6个工艺参数为实验因素,通过对实验数据进行极差分析,得到了各因素对指标值的影响的主次顺序。实验结果表明,模具温度是影响制品质量精度的主要工艺参数因素,而冷却时间的影响最小。通过因素水平影响趋势图分析,得出了微连接器的最优工艺参数组合方案为模具温度80 ℃、熔体温度335 ℃、注射速度100 mm/s、保压压力20 MPa、保压时间1.5 s、冷却时间3.0 s,为微型器件生产中的工艺设计提供了理论依据和实际指导。     

剪切历史对微注塑制品形态结构和力学性能的影响

以厚度1、0.5和0.2 mm的微制品为研究对象,采用等规聚丙烯(iPP)材料进行微注塑实验,通过改变注射速度研究剪切历史对制品内部形态结构和力学性能的影响,并对微制品内部形态结构和力学性能的影响关系进行分析,不同注射速度下的剪切历史采用Moldflow分析获得。结果表明:1 mm和0.5 mm微制品厚度方向均呈现皮芯结构,且皮芯交界处的过渡层出现不完善的串晶层,0.2 mm微制品呈现含有柱晶结构的皮芯分层结构。对于3种厚度的微制品,熔体整体剪切水平随着注射速度的提高而提高,1 mm和0.5 mm制品的皮层厚度随注射速度增大而减小,模量、断裂强度和断裂伸长率均随皮层厚度增大而增大,屈服应力变化不明显,0.2 mm制品的皮层厚度随着注射速度的增大而增大,且随着皮层厚度的增大,断裂强度、模量和屈服应力增大,断裂伸长率逐渐减小。     

影响注射制品重量重复精度诸因素的分析研究

提高注射制品重量重复精度是注射成型科技进步的努力重要目标，注射制品重量重复精度是设备、模具、成型工艺等综合技术水平的标志。本文对影响注射制品重量重复精度的加热温度、塑化转速、注射压力、注射速度、螺杆特性、模具温控性能等主要因素，从理论和实践上作了比较具体的分析研究，提出了提高注射制品重复精度的具体措施，可供有关人士参考。     

微注射成型与微分注射成型技术

综述了国外微注射成型设备的发展历史,国内微注射成型设备的最新进展以及国内学者在微注射成型基础理论领域的研究进展,对现有微注射成型技术进行了系统地比较;提出了一种微型制品成型的新技术--微分注射成型技术,阐述了基于熔体泵的微分注射成型的成型机理,提出了一种利用常规注塑机进行微制品高效注射成型的实施方法。     

微换热通道的几何特性对多孔微型换热器传热特性的影响

基于有限元法原理,利用Fluent流体仿真软件,针对多孔微型换热器的几何特性对传热特性的影响进行了数值模拟,分析了换热管道高宽比、长径比、孔隙率、当量直径和截面形状对多孔微型换热器传热特性的影响。结果表明,多孔微型换热器的换热性能随矩形截面微通道高宽比的增大而提高,随微通道长径比的减小而降低,随微通道孔隙率的减小而降低,随微通道当量直径的增大而提高,且在使用等量冷却剂的条件下,截面形状为等腰三角形的多孔微型换热器换热性能优于截面形状为梯形、矩形和圆形的。     

微分注射成型微型齿轮的实验

介绍了现有微注射成型机的特点,基于高分子材料微积分方法研制成功全电动微分注塑机,利用该微分注塑机成功注射成型平均质量仅为0.0116 g的精密微型齿轮。同时设计了正交试验探究不同工艺参数对制品成型质量的影响权重,研究成果为进一步提高微注射成型效果提供了一定理论基础。     

影响注塑制品重量重复精度因素分析研究

对影响注塑制品成型重量重复精度的加热温度、塑化转速、注射压力、注射速度、螺杆特性、模具温控性能等主要因素，从理论和实践上做了比较具体的分析研究，提出了提高注塑制品成型重复精度的具体措施。     

微分注塑机的研制

系统地介绍了微型注塑机注塑单元的结构形式,分析了各种注塑单元的特点;研制了一种基于精密齿轮泵的微分注塑机,详细地阐述了微分注射成型的机理,对比了微注射成型和微分注射成型的基本工艺流程;通过试验初步检验了微分注射成型效果。结果表明,微分注射成型可高效率地成型微型制品。     

微型注塑POM/MoS_2复合材料微观形貌和结晶行为研究

制备了聚甲醛/二硫化钼(POM/Mo S_2)复合材料并对其进行微型注塑,考察了POM/Mo S_2微型制品的微观形貌,同时研究了注射条件对其取向和结晶行为的影响。扫描电子显微镜(SEM)和偏光显微镜(PLM)分析结果表明:POM/Mo S_2微型制品具有典型的皮芯结构,其中Mo S_2片状粒子在剪切层沿流动方向取向排列,而在芯层则呈无规排列。二维广角X射线衍射分析(2D-WAXD)和差示扫描量热分析(DSC)的结果表明:微型注塑的模具温度和注射速率对微型制品的取向和结晶行为都有较大的影响。随着模具温度的提升,相应微型注塑制品的取向程度呈下降趋势,但POM的熔点和结晶度提高;随着注射速率的提高,相应微型制品的取向程度及POM的结晶度均呈上升趋势,但POM的熔点变化不明显。     

Ni/Ag微纳结构强化顶部连通型微通道沸腾换热

微通道换热器较大的比表面积使其具有较高的热质传输效率,在化工、能源等领域具有广泛的应用前景。针对微通道流动沸腾换热强化,本文设计了一种具有Ni/Ag微纳复合结构表面的顶部连通型微通道换热器,该顶部连通型微通道由11条并联微通道组成,微通道的截面为400μm×400μm的正方形,并联通道上方连通空间的高度也为400μm;采用电刷镀技术在顶部连通型微通道表面制备了Ni/Ag微纳米复合结构,以无水乙醇为工质,开展了普通并联微通道（regular microchannel, RMC）、顶部连通型微通道（top-connected microchannel,TCMC）以及具有微纳复合结构表面的顶部连通型微通道（TCMC-Ni/Ag）内流动沸腾换热对比实验研究。结果表明：TCMC-Ni/Ag表面的最大局部换热系数达179.84kW/(m²·K),较RMC的最大局部换热系数提高了4.1倍。可视化研究发现,对于TCMC-Ni/Ag,强亲水性的微纳复合结构表面同时提高了核化密度和核化频率,中低热流条件下形成气相汇聚于顶部连通区域,微通道表面仍然产生大量气泡的流型结构,在高热流密度条件下,强亲水性微纳复合结构的毛细吸液作用使得通道内产生了薄液膜对流蒸发换热模式,是其换热性能大幅提高的主要机理。     

蛇管式换热器传热性能的数值模拟

利用Fluent对光滑蛇管换热器进行了模拟,将得出的结果与经典理论比较,发现数值模拟方法具有相当的可靠度,并在相同外部条件下对4种不同结构的波纹式蛇管进行模拟,得出湍流状态下管内流体的温度场和速度场,从微观上说明了波纹管强化传热机理。分析了波纹高度对波纹式蛇管传热效率的影响。     

微注射成型工艺及装备研究进展

阐述了微注射成型技术的研究进展,比较了微注射成型技术与传统注射成型技术的不同要求,重点分析了微注射成型工艺及其装备的主要特点及研究现状,并基于熔体微分原理,提出了具有自主知识产权的微分注射成型技术及装备。发现采用微分注射成型创新技术,可以用1台微分注射成型装备达到多台微型注塑机的效果,最终实现微塑料制品高效率、低成本、大批量的生产。     

固液分布器中主分布器的实验研究

在不同结构形式的主分布器条件下，研究了表观液速对换热管中固含率、下管箱内床层高度、静压降及平均固含率的影响。利用体积容积法测量了换热管束中的固含率、刻度尺测量了下管箱中的床层高度、U形管测量了下管箱的静压降，并运用差压法测量了下管箱中平均固含率。采用不均匀度函数衡量了不同结构条件下管束间固含率的不均匀程度。实验结果表明：在换热管下方增加优化后的主分布器可以均匀分布固液两相；主分布器直径变化时对下管箱内流动特性的影响大于主分布器轴向位置改变时的影响。     

U形导流板换热器传热和阻力性能分析

建立U形导流板换热器和扭转流换热器全截面周期模型,利用计算流体力学（CFD）方法对两种换热器壳程性能进行数值研究。相较于扭转流换热器,U形导流板换热器的壳程压降降低45.3%～47.5%,传热系数降低9.9%～13.5%,均匀性提高2.4%～4.0%,综合性能提高4.0%～14.6%。场协同结果表明,U形导流板换热器壳程流体速度与压力梯度的协同性优于扭转流换热器,而流体速度与温度梯度的协同性不如扭转流换热器。本文利用激光多普勒测速仪（LDV）验证了模拟方法准确性和模拟结果的可靠性;分析了U形导流板结构参数及布置方式对换热器壳程压降和传热性能的影响。结果表明,U形导流板的布置角度和布置方式对性能影响显著,导流板宽度和导流板间距的影响较小。     

翅片管换热器内部空气流场的数值模拟与实验研究

空气侧换热是制约翅片管换热器发展的一个主要因素,而风机-换热器单元的内部空气流场分布对空气侧的换热影响显著。本文用数值模拟和实验两种手段对一种"U"型翅片管内部空间的空气流场进行了研究。通过商用软件对该空间进行了三维数值模拟,研究结果给出了整场流速的详细分布。用干冰作为材料,对该空间进行了可视化发烟实验。在不同高度的速度分布上,数值模拟与实验结果吻合较好。结果显示正对风机的速度最大,换热最好。本研究为翅片管的优化提供了数据,为本领域的研究者提供了一个新的思路。