板殼式換熱器的案例
相比管殼式換熱器，板式換熱器有哪些優(yōu)勢？
板式換熱器與管殼式換熱器相比有哪些優(yōu)勢
板式換熱器是熱換器的一種類型，主要是由一系列波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型又高效的換熱器，器械內(nèi)的各個(gè)板片組合形成了薄矩形通道，就這樣進(jìn)行熱量交換，那么板式換熱器原理有哪些呢?板式與管殼式換熱器相比有哪些優(yōu)勢呢?下面來看看吧。
板式換熱器原理
有哪些一：結(jié)構(gòu)原理
板式換熱器的結(jié)構(gòu)原理是結(jié)構(gòu)上的組合，是指按一定間隔將可拆卸的板式換熱器中的沖壓有波紋薄板通過墊片密封好，并且用特有的框架和壓緊螺旋重疊來壓緊，而板片和墊片的四個(gè)角孔就是流體的分配和匯集管道，能合理地將冷熱流體分開，通過板片進(jìn)行熱交換。
板式換熱器原理
有哪些二：工作原理
而板式換熱器的工作原理則是通過板片進(jìn)行熱量交換，工作中的氣流在兩塊板片之間的通道中流過。中間的隔層板片將依次通過流道的冷熱流體分開，在此板片進(jìn)行換熱交換。
板式換熱器原理原理就這兩種，熱換器除了板式熱換器還有管殼式熱換器，與此相比，有很多優(yōu)勢之處，所以受到更多人的選擇，那么都有哪些優(yōu)勢呢：
1、傳熱系數(shù)高
板式換熱器是由不同的波紋板相互倒置才組合成的流道，，所以流體通過管道時(shí)的傳熱系數(shù)會更高，是管殼式的3至5倍。
展開 Fluent實(shí)用案例 | 螺旋翅片管式換熱器換熱仿真
<p>本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數(shù)值仿真計(jì)算。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考，所進(jìn)行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以對進(jìn)一步通過參數(shù)化建模，對不同流速、基管尺寸、翅片半徑等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多工況的仿真計(jì)算，從而達(dá)到多目標(biāo)優(yōu)化的目的。</p><p><strong>1 workbench 設(shè)置</strong></p><p>本案例具體設(shè)置如下圖 ：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/a73d4f107f58f883f2fc0a0da08f2be6.jpg"></p><p><strong>2 SCDM 設(shè)置</strong></p><p><strong>2.1 導(dǎo)入幾何</strong></p><p>整體幾何結(jié)構(gòu)如下圖:中間為換熱器，外部為空氣域。基管長34mm，前后各留1mm間隔，翅片厚度為1mm，x方向壁面分別為進(jìn)出口。z方向壁面設(shè)置為wall2，y方向壁面設(shè)置為wall1，對幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行共享拓?fù)涮幚怼?em>換熱器外表面命名為pipe，內(nèi)表面命名為wall-</p><p>hot。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/989b58b5d3ceb34064e2c27613527b7f.png"></p><p><br></p><p><strong>3 Fluent Meshing 設(shè)置</strong></p><p><strong>3.1 網(wǎng)格設(shè)置</strong></p><p>采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，背景網(wǎng)格與前景網(wǎng)格皆采用六面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。
展開 管殼式換熱器中換熱管與管板連接的工藝
一、概述
換熱器作為將物料之間熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的傳熱設(shè)備，在人們?nèi)粘Ｉ罴笆汀⒒ぁ恿Α⑨t(yī)藥、原子能和核工業(yè)等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。它可作為獨(dú)立的設(shè)備，如加熱器、凝汽器、冷卻器等；也可作為某些工藝設(shè)備的組成部分，如一些化工設(shè)備中的熱交換器等。
尤其在耗能用量較大的化工行業(yè)中，換熱器在化工生產(chǎn)的熱量交換和傳遞過程中是不可缺少的設(shè)備，在整個(gè)化工生產(chǎn)設(shè)備中也占有相當(dāng)?shù)谋壤? 換熱器從其功能上來看，一方面是保證工業(yè)過程對介質(zhì)所要求的特定溫度，另一方面也是提高能源利用率的主要設(shè)備。按其結(jié)構(gòu)形式主要有板式換熱器、浮頭式換熱器、固定管板式換熱器和U形管式換熱器等等。其中除板式換熱器外，其余幾種屬于管殼式換熱器。
由于管殼式換熱器具有單位體積上較大的換熱面積，而且換熱效果好，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、適應(yīng)性強(qiáng)、制造工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，已成為最為普遍使用的一種典型的換熱器。
二、管殼式換熱器中換熱管與管板的連接
在管殼式換熱器中換熱管和管板是換熱器管程和殼程之間的惟一屏障，換熱管與管板之間的連接結(jié)構(gòu)和連接質(zhì)量決定了換熱器的質(zhì)量優(yōu)劣和使用壽命，是換熱器制造過程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
大多數(shù)換熱器的破壞及失效都發(fā)生在換熱管與管板的連接部位，其連接接頭的質(zhì)量也直接影響著化工設(shè)備及裝置的安全可靠性，因此對于管殼式換熱器中換熱管與管板的連接工藝就成為了換熱器制造質(zhì)量保證體系中最關(guān)鍵的控制環(huán)節(jié)。目前在換熱器制造過程中，換熱管與管板的連接主要有：焊接、脹接、脹接加焊接以及膠接加脹接等方法。
展開 管殼式換熱器中換熱管與管板連接的工藝
概述
換熱器作為將物料之間熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的傳熱設(shè)備，在人們?nèi)粘Ｉ罴笆汀⒒ぁ恿Α⑨t(yī)藥、原子能和核工業(yè)等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。它可作為獨(dú)立的設(shè)備，如加熱器、凝汽器、冷卻器等；也可作為某些工藝設(shè)備的組成部分，如一些化工設(shè)備中的熱交換器等。
尤其在耗能用量較大的化工行業(yè)中，換熱器在化工生產(chǎn)的熱量交換和傳遞過程中是不可缺少的設(shè)備，在整個(gè)化工生產(chǎn)設(shè)備中也占有相當(dāng)?shù)谋壤?換熱器從其功能上來看，一方面是保證工業(yè)過程對介質(zhì)所要求的特定溫度，另一方面也是提高能源利用率的主要設(shè)備。按其結(jié)構(gòu)形式主要有板式換熱器、浮頭式換熱器、固定管板式換熱器和U形管式換熱器等等。其中除板式換熱器外，其余幾種屬于管殼式換熱器。
由于管殼式換熱器具有單位體積上較大的換熱面積，而且換熱效果好，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、適應(yīng)性強(qiáng)、制造工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，已成為最為普遍使用的一種典型的換熱器。
管殼式換熱器中換熱管與管板的連接
在管殼式換熱器中換熱管和管板是換熱器管程和殼程之間的惟一屏障，換熱管與管板之間的連接結(jié)構(gòu)和連接質(zhì)量決定了換熱器的質(zhì)量優(yōu)劣和使用壽命，是換熱器制造過程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
大多數(shù)換熱器的破壞及失效都發(fā)生在換熱管與管板的連接部位，其連接接頭的質(zhì)量也直接影響著化工設(shè)備及裝置的安全可靠性，因此對于管殼式換熱器中換熱管與管板的連接工藝就成為了換熱器制造質(zhì)量保證體系中最關(guān)鍵的控制環(huán)節(jié)。目前在換熱器制造過程中，換熱管與管板的連接主要有：焊接、脹接、脹接加焊接以及膠接加脹接等方法。
展開 
補(bǔ)強(qiáng)圈，板殼式熱交換器，料倉等規(guī)范更新
其中與壓力容器行業(yè)有關(guān)的有：
標(biāo)準(zhǔn)編號
標(biāo)準(zhǔn)名稱
代替標(biāo)準(zhǔn)
批準(zhǔn)日期
實(shí)施日期
NB/T 11025-2022
補(bǔ)強(qiáng)圈
JB/T 4736-2002
2022-11-4
2023-5-4
NB/T 11026-2022
板殼式熱交換器
2022-11-4
2023-5-4
NB/T 47003.1-2022
常壓容器 第 1 部分：鋼制焊接常壓容器
NB/T 47003.1-2009
2022-11-4
2023-5-4
NB/T 47003.2-2022
常壓容器 第 2 部分：固體料倉
NB/T 47003.2-2009
2022-11-4
2023-5-4
NB/T 47011-2022
鋯制壓力容器
NB/T 47011-2010
2022-11-4
2023-5-4
NB/T 47018.4-2022
承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件 第 4 部分：埋弧焊鋼焊絲和焊劑
NB/T 47018.4-2017
2022-11-4
2022-12-31
NB/T 47018.6-2022
承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件 第 6 部分：鋁及鋁合金焊絲和填充絲
NB/T 47018.6-2011
展開 常見管殼式換熱器的型式與結(jié)構(gòu)介紹
管殼式換熱器是把管子與管板連接，再用殼體固定。它的型式大致分為固定管板式、釜式浮頭式、U型管式、滑動管板式、填料函式及套管式等幾種。根據(jù)介質(zhì)的種類、壓力、溫度、污垢和其他條件，管板與殼體的連接的各種結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)，傳熱管的形狀與傳熱條件，造價(jià)，維修檢查方便等情況來選擇設(shè)計(jì)制造各種管殼式換熱器。
1.固定管板式換熱器
固定管板換熱器的兩端管板，采用焊接方法與殼體連接固定，如圖1和圖2所示。這種換熱器結(jié)構(gòu)簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；在有折流板的殼側(cè)流動中，管程可以分成任一偶數(shù)程數(shù)。由于兩個(gè)管板被換熱管互相支撐，與其他管殼式換熱器相比，管板最薄，不僅造價(jià)低而且每根管子內(nèi)側(cè)都能進(jìn)行清洗。但殼側(cè)清洗較難，不能進(jìn)行機(jī)械清洗，所以宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。當(dāng)管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時(shí)，常會使管子與管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)泄漏。為此常在外殼上焊一膨脹節(jié)，但它僅能減小而不能完全消除由于溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力，且在多程換熱器中，這種方法不能照顧到管子的相對移動。由此可見，這種換熱器比較適合用于溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高以及殼程結(jié)垢不嚴(yán)重或能用化學(xué)清洗的場合。由于此類換熱器集中了管殼式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用相當(dāng)廣泛。
圖1 固定管板換熱器（BJM）
1一防沖板；2一拉桿；3一單弓形折流板；4一分流割板；
5一旁路擋板；6一帶法蘭管板；7一傳熱管
圖2 BEM立式固定管板式換熱器
2.浮頭式換熱器
浮頭式換熱器如圖3所示。浮頭式換熱器針對固定管板式換熱器的缺陷在結(jié)構(gòu)上做了改進(jìn)，兩端管板只有一端管板與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內(nèi)自由移動，該端稱為浮頭。這類換熱器殼體和管束對熱膨脹是自由的，故當(dāng)兩種介質(zhì)溫差較大時(shí)，管束與殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。
展開 浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)詳解
新型浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)，它包括圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成。
浮頭式換熱器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)
新型浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)，它包括圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面設(shè)凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側(cè)鉆孔并套絲或焊設(shè)多個(gè)螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關(guān)零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個(gè)以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通。
浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖
鉤圈式浮頭的結(jié)構(gòu)
浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)由圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成。鉤圈式浮頭的詳細(xì)結(jié)構(gòu)見下圖所示。
鉤圈式浮頭的詳細(xì)結(jié)構(gòu)
鉤 圈
鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要的作用。鉤圈一般都是對開式結(jié)構(gòu)，要求密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、便于制造和拆裝方便。
GB151 給出了兩種型式的鉤圈，即A 型鉤圈和B 型鉤圈。見下圖。
A 型鉤圈特點(diǎn)
A 型鉤圈的底部距浮動管板較遠(yuǎn)，使得浮頭端殼程介質(zhì)的死角增大，減少管束的有效傳熱面積。且A 型鉤圈的厚度比B 型鉤圈厚，上緊雙頭螺柱也比B 型長，穩(wěn)定性差。
展開 浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)動畫演示
浮頭式換熱器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)
新型浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)，它包括圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面設(shè)凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側(cè)鉆孔并套絲或焊設(shè)多個(gè)螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關(guān)零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個(gè)以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通。
浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖
鉤圈式浮頭的結(jié)構(gòu)
浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)由圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成。鉤圈式浮頭的詳細(xì)結(jié)構(gòu)見下圖所示。
鉤圈式浮頭的詳細(xì)結(jié)構(gòu)
鉤 圈
鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要的作用。鉤圈一般都是對開式結(jié)構(gòu)，要求密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、便于制造和拆裝方便。
GB151 給出了兩種型式的鉤圈，即A 型鉤圈和B 型鉤圈。見下圖。
A 型鉤圈特點(diǎn)
A 型鉤圈的底部距浮動管板較遠(yuǎn)，使得浮頭端殼程介質(zhì)的死角增大，減少管束的有效傳熱面積。且A 型鉤圈的厚度比B 型鉤圈厚，上緊雙頭螺柱也比B 型長，穩(wěn)定性差。
B 型鉤圈的特點(diǎn)
B 型鉤圈為國外引進(jìn)型式，其特點(diǎn)是浮頭管板和鉤圈的斜槽采用不同傾角，在上緊雙頭螺柱時(shí)間隙將消失而使管板對鉤圈起到支撐并控制鉤圈轉(zhuǎn)角的作用，即保證了螺栓的彎曲變形在允許范圍內(nèi)，又保證了有效密封的作用。
展開 FLUENT管殼式換熱器流動模擬
本教程演示了管殼式換熱器內(nèi)的流體流動和傳熱問題的設(shè)置和求解。計(jì)算域包含殼體（流體域）、管道（固體域）以及管道內(nèi)流體區(qū)域（流體域）三部分組成。
1 啟動Workbench并建立分析項(xiàng)目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進(jìn)入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項(xiàng)，即可在項(xiàng)目管理區(qū)創(chuàng)建分析項(xiàng)目A。
2 導(dǎo)入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時(shí)會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入leak.agdb幾何體文件。
3 劃分網(wǎng)格
（1）雙擊A3欄Mesh項(xiàng)，進(jìn)入Meshing界面，在該界面下進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分。
（2）右鍵殼體入口平面，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，輸入名稱Hot-inlet，單擊OK按鈕確認(rèn)。
（3）同步驟（2）創(chuàng)建殼體出口，命名為Hot-outlet。
（4）同步驟（2）創(chuàng)建管體的出入口，分別命名為Cold-inlet，Cold-outlet。
（5）右鍵選擇殼體，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱Shell。
（6）同步驟（5）選擇內(nèi)部管道固體域和流體域，分別命名為Tube-solid，Tube-fluid。
展開 PPT│管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 互聯(lián)網(wǎng)整理
懇請各位同行，不要不打招呼就“拿走”發(fā)到貴公眾號上，感謝！
求管殼式換熱器仿真相關(guān)的案例
有沒有大佬研究管殼式換熱器仿真換熱仿真的，帶帶我吧
Fluent隱射式冷熱水混合換熱器的數(shù)值模擬 ￥10
1、問題描述：隱射式冷熱水混合換熱器中，冷水自左側(cè)管道入口流入，經(jīng)漸縮管道后，加速通過，同時(shí)壓強(qiáng)降低。在管道喉部產(chǎn)生真空度，將熱水管道中的熱水吸入主管道，冷熱水混合后，經(jīng)右側(cè)管道流出。
2、模型建立如下：
3、網(wǎng)格劃分結(jié)果如下：
4、部分計(jì)算結(jié)果如下：
Z=0平面上的壓力云圖
Z=0平面上的總壓
X=-0.01、-0.005、0、0.005、0.01處的壓力分布
付費(fèi)部分有詳細(xì)操作教程及結(jié)果分析
展開 FLUENT精典案例#320-管殼式換熱器仿真 ￥200
FLUENT精典案例#320-管殼式換熱器仿真
案例介紹
如下圖所示的管殼式換熱器，條件為：管程，冷水，20度，0.05ms；殼程，熱空氣，80度，0.1ms。不考慮外殼與外界的換熱，且未考慮管壁的厚度。
網(wǎng)格情況
使用ICEM非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。
殼管式換熱器快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)項(xiàng)目案例分享
殼管式換熱器快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)項(xiàng)目案例分享
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，以能源為中心的環(huán)境、生態(tài)等問題日益加劇。世界各國在尋找新能源的同時(shí)，也更加注重了節(jié)能新途徑的研發(fā)。強(qiáng)化傳熱技術(shù)的應(yīng)用不但能節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，而且能大大節(jié)約投資成本。換熱器由于其在化工、石油、動力和原子能等工業(yè)部門的廣泛應(yīng)用，使得換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù)一直以來受到研究人員的重視，各種研究成果不斷涌現(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同結(jié)構(gòu)和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。換熱器既可是一種單獨(dú)的設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如石化、煤炭工業(yè)中的余熱回收裝置等。
殼管式(或管殼式)換熱器作為應(yīng)用最廣泛的傳統(tǒng)換熱器。憑借其堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，且能選用多種材料制造，適應(yīng)性極強(qiáng)，而廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。殼管式換熱器是一種換熱傳導(dǎo)裝置，由殼體、管板、管束、擋板及箱體組成。其最基本的構(gòu)造是在圓形的殼體內(nèi)加許多熱交換用的小管，當(dāng)加熱的熱媒為蒸汽時(shí)稱為殼管汽一水換熱器；加熱的熱媒為高溫水時(shí)稱為殼管水一水換熱器，水一水換熱器由于熱交換小管內(nèi)外都是水，因?yàn)樾」軆蓚?cè)水流速接近，圓形外殼直徑不能太大，當(dāng)加熱面積要求較大時(shí)，常幾段連起來，故又稱分段式水一水換熱器。該類換熱器常用于熱水供暖系統(tǒng)，低溫水空調(diào)系統(tǒng)及某些連續(xù)性用熱水的生產(chǎn)工藝用水。作為生活熱水供應(yīng)，則需配備貯水罐。近年來，制冷市場呈現(xiàn)迸發(fā)趨勢，市場上的換熱設(shè)備也多種多樣。其發(fā)展與未來創(chuàng)新也一直是市場導(dǎo)向與制造廠商關(guān)注的重點(diǎn)。
從企業(yè)的設(shè)計(jì)角度出發(fā)，三維、信息、智能是提高設(shè)計(jì)效率，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的必然選擇，三維設(shè)計(jì)、工藝和制造一體化是現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。在如此發(fā)展形勢下，如何提高企業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范以及設(shè)計(jì)效率成為企業(yè)必須要認(rèn)真考慮的一個(gè)重大課題。
展開 看UTC如何將3D打印用于管道式換熱器系統(tǒng)
燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，諸如那些為現(xiàn)代商用和軍用飛機(jī)提供動力的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)通常包括管道式換熱器系統(tǒng)，管道式換熱器系統(tǒng)具有換熱器和相關(guān)聯(lián)的設(shè)備以與氣流交換發(fā)動機(jī)熱量。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)架構(gòu)通常規(guī)定管道式換熱器放置在包封發(fā)動機(jī)的機(jī)艙內(nèi)。
常規(guī)換熱器芯部具有均勻的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)和外部幾何結(jié)構(gòu)的部分原因是由于制造的復(fù)雜性使得設(shè)計(jì)方面需要妥協(xié)。然而常規(guī)制造技術(shù)制造的管道式換熱器大部分并不具備根據(jù)空氣動力學(xué)優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)，這可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)性能弊端。
3D打印流線型的結(jié)構(gòu)
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，UTC聯(lián)合技術(shù)公司開發(fā)出用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的管道式換熱器系統(tǒng)的新型整流罩，其創(chuàng)新之處在于通過3D打印增材制造來完成異形復(fù)雜換熱器結(jié)構(gòu)的制造。
熱疲勞通常是限制換熱器壽命的主要方面，而3D打印-增材制造換熱器具有低循環(huán)疲勞的特點(diǎn)。與基于典型波紋和釬焊組裝技術(shù)需要不同材料的常規(guī)制造技術(shù)相比較，3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的材料組合，并且不需要焊接過程。根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，UTC聯(lián)合技術(shù)公司基于熱傳遞需求設(shè)計(jì)了減少造成熱疲勞的表面特征并且優(yōu)化了幾何結(jié)構(gòu)，從而更加有效的管理熱傳遞。
此外，在某些案例中，與等同熱容量的“磚”狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的換熱器相比較，3D打印的波狀外形的外部幾何結(jié)構(gòu)體積減少約15-20％。結(jié)合波狀外形的增材制造結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)理想的空氣動力學(xué)，而無需像以前那樣需要妥協(xié)于制造的局限性。
增材制造工藝有利于制造基于熱傳遞要求的幾何結(jié)構(gòu)，并且自始至終使應(yīng)力水平平衡。例如，翅片密度、厚度和類型可自始至終變化，以使得應(yīng)力相對于熱負(fù)載平衡。為了最大化結(jié)構(gòu)負(fù)載，內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)還可包括例如蜂窩結(jié)構(gòu)、三角形、點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)或其他承重類型結(jié)構(gòu)。
展開 