Өндүрүштү жогорку жыштыкта индукциялоо менен жылытуучу алюминий түтүкчөлөрү
Чөйрөлөрүнүн жаңы колдонмолору дарстарында жана жылытуу ысытылуучу компоненттердин ичиндеги температуранын бөлүштүрүлүшүн тиешелүү структураларды жана материалдык касиеттерди эске алуу менен талдоону талап кылат. Чектелген элементтик ыкма (ФЭМ) электромагниттик жана жылуулук сандык анализдер жана симуляциялар аркылуу индукциялык ысытуу процесстерин анализдөө жана оптималдаштыруу үчүн күчтүү курал берет.
Бул салымдын негизги максаты - күндүн коллекторлорун өндүрүү үчүн ылайыктуу, өркүндөтүлгөн жана натыйжалуу индукциялык плита технологиясын колдонуу мүмкүнчүлүгүн көрсөтүү.
Көйгөйдүн сүрөттөлүшү
Бул эмгекте күн коллекторлорунун протеиндөө процессине ылайыктуу тетиктердин дизайны, тактап айтканда, коллектордук түтүктөрдүн бөлүктөрү иштелип чыккан (1а-сүрөт). Түтүктөр 3000-таблицада келтирилген химиялык курамы бар AW 1 типтеги Al эритмесинен даярдалган, ал эми Al 104 тибиндеги эритме колдонулат (2-таблица), Braze Tec 32/80 агымы менен бирге, калдыктары эмес -коррозиялык. Al 104 катуу эритмеси үчүн солидус жана ликвидус температураларынын ортосундагы температура аралыгы 575 ° Cден 585 ° Cге чейин. Түтүк материалынын солидус температурасы 650 ° C.
1-таблица AW 3000 эритмесинин химиялык курамы [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Cr | Al |
| 0.05-0.15 | 0.06-0.35 | макс. 0.1 | 0.3-0.6 | 0.02-0.20 | 0.05-0.3 | макс. 0.25 | тең салмактуулук |
2-таблица Al 104 типтеги жегиртүү эритмесинин химиялык курамы [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 11-13 | 0.6 | макс. 0.3 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | макс. 0.15 | тең салмактуулук |
Пісүрүү процесси индукциялык жылытууну колдонууну болжолдойт. Индукциялык жылытуу тутумун бириктирүү зонасында (температура темирлери - жез эритмеси) бир эле мезгилде ысык температурага жетишүү үчүн ушундайча иштеп чыгуу керек. Ушул жагынан алып караганда, индукциялык катушканы, анын геометриясын жана иштөө параметрлерин (негизинен, жыштык жана булак тогу) туура тандоо абдан маанилүү. Долбоорлонгон жез суу муздаган индукциялык катушканын формасы жана өлчөмдөрү 1б-сүрөттө көрсөтүлгөн
Пунктирленген бөлүктөрдөгү температуранын бөлүштүрүлүшүнө индукциялык ысытуунун тиешелүү параметрлеринин таасири ANSYS 10.0 программалык кодун колдонуп, индукциялык жылытуунун сандык симуляциясы аркылуу бааланган.
Симуляция модели
ANSYS 10.0 программасын [3-5] колдонуп, кошулган электромагниттик жана жылуулук көйгөйлөрүн ФЭМ тарабынан чечүү методикасына ылайык, дүкөндөө үчүн индукциялык ысытуу процессинин моделдөө модели иштелип чыккан, анын ичинде геометриялык, физикалык жана баштапкы жана чек ара шарттары бар. Сандык симуляциянын негизги максаты индукциялык ысытуунун оптималдуу параметрлерин аныктоо (жыштык жана булак тогу) биргелешкен пайда болуу зонасында температуранын бөлүштүрүлүшүнө жетишүү болгон.
Электромагниттик анализ үчүн сунуш кылынган 3-модель (2-сүрөт) түтүктөрдүн, ширетүүчү эритменин, суу менен муздаган индукциялык катушканын жана курчап турган абанын моделинен турат (2-сүрөттө көрсөтүлгөн эмес). Термикалык анализде түтүкчөлөр жана куйма эритме гана каралды. Муундардын пайда болуу зонасында сызыктуу, 8 түйүндүү элементтерден жаралган тордун деталы 2b-сүрөт.
2-сүрөт а) Айланадагы аба жок электромагниттик анализдин геометриялык модели жана б) биргелешкен пайда болуу зонасында пайда болгон 3D сеткасынын деталдары. AW 3000 эритмесинин жана Al 104 жалбырактуу эритмесинин электрдик жана жылуулук касиеттеринин температурага көз карандылыгы JMatPro аркылуу алынган программалык камсыздоо [6]. Колдонулган материалдар магниттик эмес экендигинен келип чыккан, алардын салыштырмалуу өткөрүмдүүлүгү µr = 1.
Легирленген материалдардын баштапкы температурасы 20 ° C болгон. Материалдардын чек ара беттериндеги кемчиликсиз электр жана жылуулук байланыштары болжолдонгон. Индукциялык катушкадагы булак токунун жыштыгы 350 кГц болушу керек болчу. Булак токунун мааниси 600 Адан 700 А чейинки аралыктан баштап аныкталды, Легирленген түтүктөрдү эркин конвекция жана 20 ° С температурада абага нурлануу жолу менен муздатуу эске алынды. Легирленген бөлүктөрдүн жердин температурасына көз каранды жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн коэффициенти аныкталды. 3-сүрөттө, бириктирилген аймакта керектүү температураларга жеткенден кийин, легирленген компоненттердеги температуранын бөлүштүрүлүшү колдонулган булак агымдарынын тандалган маанилеринде көрсөтүлгөн. дарстарында жана жылытуу чөлмөгү. 36 А булак тогун колдонгон 600 секунддук убакыт бир топ узун окшойт. Булак тогун 700 А колдонгон тез ысытуу Al 104 күйүүчү эритменин эриши үчүн жетиштүү боло албайт. Ушул себептен булактын агымы болжол менен 620 А дан 640 А денгээлине чейин сунушталат, ал 25-27.5 секундага чейин ысып кетет .......
