Mehāniskais stress no atkārtotas palaišanas līdz apturēšanai
Siltummainis, kas vairākas reizes dienā pāriet no aukstiem vides apstākļiem uz karstu procesa temperatūru, piedzīvo ievērojami lielāku mehānisko spriegumu nekā tas, kas darbojas nepārtraukti. Atkārtota izplešanās un saraušanās, kas saistīta ar termisko ciklu, var pakāpeniski vājināt savienojumus, izkropļot blīvējuma virsmas un izraisīt nogurumu savienojuma vietās. Tāpēc mehāniskā konstrukcija ir jāizvēlas, ņemot vērā riteņbraukšanas izturību kā galveno kritēriju.
Tas ir galvenais apsvērums, strādājot ar inženieriemizvēlieties PTFE siltummaiņa intermitējošu termisko cikludarba konfigurācijas.
Siltuma cikliskums un atteices mehānismi siltummaiņos
Siltuma cikliskums ievieš mainīgu izplešanos un kontrakciju starp caurulēm, cauruļu loksnēm un apvalka sastāvdaļām. Kad šie komponenti izplešas ar atšķirīgu ātrumu vai tiek mehāniski ierobežoti, cikliskais spriegums tiek pārnests uz caurules -uz -cauruļu loksnes savienojumiem.
Laika gaitā tas var izraisīt:
Cauruļu savienojumu atslābināšana atkārtotas mehāniskās slodzes dēļ
Mikro-plaisu veidošanās stresa koncentrācijas punktos
Progresējoša noguruma kļūme ar lielu ciklu skaitu
Blīvējuma atslābināšana PTFE šļūdes dēļ zem temperatūras un spiediena
Fiksētas cauruļu loksnes konstrukcijas ir īpaši jutīgas, jo termisko izplešanos tieši novērš stingrs enkurojums cauruļu saišķa abos galos.
Dizaina risinājumi termiskās izplešanās pārvaldībai
Lai mazinātu noguruma efektus, parasti izmanto elastīgu cauruļu saišķu konfigurācijas.
U-Caurules konfigurācija
AU-cauruļu saišķis ļauj katrai caurulei brīvi paplašināties un sarauties pa izliekto atgriešanās ceļu. Šī ģeometrija dabiski absorbē termiskās izplešanās atšķirības, nepārraidot pārmērīgu spriegumu uz caurules loksni.
Peldošās galvas dizains
Peldošās galvas siltummainis ļauj vienam cauruļu saišķa galam pārvietoties neatkarīgi no korpusa. Tas atdala termiskās izplešanās spēkus un ievērojami samazina spriegumu caurules-un-caurules loksnes saskarnē.
Abas konstrukcijas ir ievērojami izturīgākas pret ciklisku darbību nekā fiksētas cauruļu loksnes.
PTFE{0}}Īpaši mehāniski apsvērumi
PTFE cauruļu saišķi nodrošina papildu elastību salīdzinājumā ar metāla sistēmām, taču caurules -un-caurules loksnes saskarne joprojām ir kritiskā mehāniskā robeža. Atkārtotu termisko ciklu laikā pat nelielas kustības var izraisīt locītavu relaksāciju.
PTFE arī uzrāda šļūdes izturēšanos ilgstošas temperatūras un slodzes apstākļos. Savienojums, kas sākotnēji ir saspringts, laika gaitā var pakāpeniski atslābt, īpaši periodiskas termiskās slodzes gadījumā. Konstrukcijās ar blīvēm vai mehāniski noslēgtām, lai saglabātu blīvējuma integritāti, var būt nepieciešama periodiska pievilkšana.
Dizaina vadlīnijas cikliskajam pakalpojumam
Termiskā cikla lietojumu atlases noteikumus var apkopot šādi:
Fiksētas cauruļu loksnes konstrukcijas: nav ieteicamas temperatūras svārstībām, kas pārsniedz aptuveni 50 grādus cikliskā ekspluatācijā
U-cauruļu konstrukcijas: priekšroka tiek dota mērenam vai augstam termiskajam ciklam
Peldošās galvas konstrukcijas: priekšroka lielai riteņbraukšanas frekvencei un lielām temperatūras atšķirībām
Turklāt ražotājiem bieži tiek lūgts novērtēt noguruma veiktspēju, izmantojot galīgo elementu analīzi attiecībā uz sprieguma sadalījumu caurulē{0}}līdz -caurules loksnei, ja ir sagaidāma smaga riteņbraukšana.
Kontrolētie palaišanas un izslēgšanas ātrumi vēl vairāk samazina termisko triecienu un pagarina iekārtas kalpošanas laiku.
Secinājums
Izvēloties PTFE siltummaini periodiskai termiskai ciklam, rūpīgi jāpievērš uzmanība mehāniskajai elastībai un locītavu noguruma izturībai. U-caurules un peldošās galvas konfigurācijas nodrošina efektīvas stratēģijas termiskās izplešanās absorbēšanai un sprieguma koncentrācijas samazināšanai kritiskajās saskarnēs.
Pareiza konstrukcijas izvēle ievērojami samazina priekšlaicīgas locītavas atteices risku un nodrošina ilgtermiņa{0}}darba uzticamību.
Tāpēc, nosakot siltummaiņa konstrukcijas prasības, izpratne par darbības ciklu ir tikpat svarīga kā ķīmiskā savietojamība, jo mehānisko nogurumu galvenokārt nosaka tas, kā sistēma tiek izmantota, nevis tas, ko tā apstrādā.
