عند استخدام لفائف ثنائية المعدن الحرارية في المبادلات الحرارية ، كيف تختار المجموعة المعدنية المناسبة؟

عند استخدام مكونات الملف المعبأة في مطابقة الحرارة في المبادلات الحرارية ، من الأهمية بمكان اختيار المجموعة المعدنية المناسبة ، ويجب النظر في العوامل التالية:

1. مطابقة الموصلية الحرارية
الغرض: الوظيفة الرئيسية لـ جزء لفة الشريط الثنائي الحراري هو تبادل الحرارة بكفاءة ، لذلك عند اختيار المعادن ، من الضروري التأكد من أن المجموعة يمكن أن توفر الموصلية الحرارية الجيدة.
الاختيار: عادة ما يتم اختيار المعادن ذات الموصلية الحرارية الأعلى (مثل النحاس والألمنيوم) ليتم دمجها مع المعادن مع مقاومة تآكل أفضل (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك التيتانيوم). غالبًا ما يتم استخدام النحاس والألومنيوم لأجزاء ذات توصيل قوي للحرارة ، في حين يتم استخدام سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم للأجزاء ذات المقاومة القوية للتآكل.
الاعتبار: النحاس لديه توصيل حراري عالي ولكن من السهل التآكل ، لذلك غالبًا ما يتم دمجه مع المعادن مع مقاومة تآكل قوية (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ) لتشكيل مادة مركبة لأخذ في الاعتبار كل من كفاءة التبادل الحراري والاستقرار على المدى الطويل.

2. مطابقة معامل التمدد الحراري
الغرض: المعادن المختلفة لها سلوكيات تمدد مختلفة عند تسخينها أو تبريدها. إذا اختلفت معاملات التمدد الحراري للمعادن أكثر من اللازم ، فقد تسبب الإجهاد في المفصل بين المواد ، أو حتى السقوط أو تشوه ، مما يؤثر على استقرار ومتانة المعدات.
الاختيار: بشكل عام ، يتم اختيار المواد المعدنية ذات الاختلافات الأصغر في معاملات التمدد الحراري. على سبيل المثال ، تكون معاملات التوسع للفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس أقل اختلافًا ، ويمكنها الحفاظ على الاستقرار بشكل أفضل في بيئات درجات الحرارة العالية.
النظر في: عند تحديد التحديدات الفعلية ، فكر في نطاق درجة حرارة التشغيل للتطبيق لتجنب المشكلات المحتملة الناجمة عن عدم تطابق التوسع بين المعادن.

3. مقاومة التآكل
الغرض: غالبًا ما تعمل المبادلات الحرارية في درجة حرارة عالية ، وضغط عالي ، وبيئات تآكل ، لذلك من الضروري اختيار المعادن ذات مقاومة التآكل الجيدة.
الاختيار: غالبًا ما تستخدم المعادن مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك التيتانيوم لمقاومة البيئات المسببة للتآكل ، وخاصة في تدفق الوسائط الكيميائية. بالنسبة للمبادلات الحرارية التي تتعامل مع الوسائط الحمضية أو القلوية ، من الأهمية بمكان اختيار السبائك ذات المقاومة القوية للتآكل.
النظر: إذا كانت هناك مواد تآكل قوية أو مياه مالحة في بيئة العمل ، فقد تكون سبائك التيتانيوم خيارًا أفضل.

4. القوة الميكانيكية ومقاومة درجة الحرارة العالية
الغرض: عادة ما تحتاج المبادلات الحرارية إلى تحمل درجة الحرارة العالية وظروف الضغط العالي ، لذلك من الضروري اختيار مزيج معدني مع قوة ميكانيكية كافية ومقاومة عالية الحرارة.
الاختيار: غالباً ما تستخدم المعادن ذات القوة العالية وعالية الحرارة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك التيتانيوم أو السبائك القائمة على النيكل لتحمل بيئات تشغيل درجات الحرارة العالية.
الاعتبار: عند الاختيار ، يجب إيلاء الاهتمام إلى قوة الشد ، وقوة العائد واستقرار المواد المعدنية في بيئات درجات الحرارة العالية لتجنب تليين أو فقدان الخصائص الأصلية للمواد في درجات حرارة عالية.

5. قابلية اللحام وقابلية المعالجة
الغرض: يتم إجراء مزيج من المواد الثنائية عادة عن طريق اللحام أو الترابط الانتشار أو العمليات الأخرى ، لذلك من الضروري اختيار مجموعة معدنية مع قابلية لحام جيدة وقابلية للمعالجة.
الاختيار: عند الاختيار ، من الضروري النظر في ما إذا كان من السهل الجمع بين المعادن بشكل فعال لتجنب مشاكل مثل الهشاشة والشقوق في منطقة المفصل بعد اللحام. عادة ما يتم تنفيذ مزيج من الألومنيوم والنحاس عن طريق اللحام البارد أو النحاس ، في حين يمكن تنفيذ مزيج من الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم عن طريق اللحام بالليزر أو النحاس.
النظر: مجموعات المعادن مع قابلية المعالجة الجيدة يمكن أن تحسن كفاءة الإنتاج وتقليل تكاليف التصنيع.

6. فعالية التكلفة
الغرض: لا ينبغي أن ينظر تصميم المبادلات الحرارية في أداء المواد فحسب ، بل يجب أيضًا التكلفة الإجمالية ، وخاصة في الإنتاج على نطاق واسع.
الاختيار: تحت فرضية تلبية المتطلبات التقنية ، حاول اختيار مجموعات المعادن بتكاليف معتدلة. على سبيل المثال ، غالبًا ما يكون مزيج من الألمنيوم والنحاس منخفضًا في التكلفة ، في حين أن سبيكة التيتانيوم لها أداء ممتاز ولكنها عالية التكلفة.
النظر: بالنسبة لبعض التطبيقات القياسية ، يمكن للاختيار مواد منخفضة السعر نسبيًا ولكنها مناسبة (مثل مزيج الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ) التحكم بشكل فعال في التكاليف مع ضمان تشغيل المعدات على المدى الطويل.

دراسة شاملة:
مثال على التطبيق: إذا كان المبادل الحراري يستخدم بشكل أساسي في معالجة غاز النفايات الصناعية أو نظام التفاعل الكيميائي ، فقد يتم اختيار مزيج من الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم لأخذ في الاعتبار أداء التبادل الحراري ومقاومة التآكل ؛ أثناء وجوده في مجال النفط والغاز ، في ظل درجة حرارة عالية وبيئة عالية الضغط ، قد يتم اختيار مزيج من السبائك القائمة على النيكل وسبائك التيتانيوم للحصول على مقاومة عالية في درجة الحرارة ومقاومة التآكل.
من خلال النظر بشكل شامل في العوامل المذكورة أعلاه ، يمكن اختيار أفضل مجموعة معدنية لضمان أن الملف الثنائي المعدن الساخن يعمل بكفاءة في المبادل الحراري لفترة طويلة. .