【摘要】：換熱器在石油、化工、冶煉等領(lǐng)域中有著不可缺少的地位。為了擴大換熱器的應用范圍,提高工業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,需要開發(fā)出適合不同條件的高效換熱器。焊接板式換熱器具有管殼式換熱器安全可靠、承壓性能好的優(yōu)點,同時還兼?zhèn)淇刹鸢迨綋Q熱器高效率的長處。但焊接型板式換熱器的單元板片較薄,通道也比較復雜,如何同時保證焊接工藝及傳熱效率,一直是行業(yè)內(nèi)的兩大研究難題。本文首先建立了激光焊接板片加工的仿真模型,對焊接過程進行了數(shù)值分析,著重探討了焊接時間、焊接功率、光斑直徑、焊接路徑以及外界環(huán)境溫度對焊接溫度的影響規(guī)律。結(jié)果表明:在焊接開始時,焊接溫度較低,只有1400K左右,未達到不銹鋼304的熔點,容易造成虛焊現(xiàn)象,但激光焊接的加熱速度非常快,必須控制加熱時間,避免燒穿工件;焊接速度越快,焊縫熔池中心位置的溫度就越低,容易未焊透,相反則容易過燒焊穿,在3000W焊接功率時,選擇5mm/s的速度是比較合適的;焊接功率的改變對溫度場影響非常大,過大的焊接功率就容易焊穿,對于疊加厚度1.6mm的工件,選用2500~3000W較適宜;外界環(huán)境對焊接的影響基本可以不考慮;不同的光斑半徑會對焊接熱影響區(qū)大小有影響,光斑半徑越小,能力越集中,能量利用率就高;焊接時圓形軌跡的形狀比點焊性能更好�；诮鹣鄬嶒灪统袎簩嶒灧治隽思す夂缚p接頭微觀組織特點和力學性能。研究表明:焊點焊后冷卻速度越快,焊縫組織呈現(xiàn)枝晶傾向的胞狀奧氏體;在全滿焊的情況下,板片單元承壓能力達到3.0MPa。建立了板片對流傳熱模型,分析了板片波紋高度、夾角、間距等參數(shù)對板片單元傳熱特性的影響規(guī)律。波紋高度的改變,會影響板片間的距離,高度越大,擾動程度越厲害,傳熱性能越好,但阻力會增大,高度為4mm時,較為合適;波紋的夾角和波紋間距直接影響觸點的數(shù)量,夾角越小,觸點數(shù)量越多,波紋間距越大,觸點數(shù)量越少。最后通過對焊接型板式換熱器的傳熱性能測試,得到傳熱系數(shù)、壓力降隨流速的變化關(guān)系曲線,為該換熱器的實際工程設(shè)計,提供了參考。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.5;TG456.7
【圖文】：

圖 1-2 焊接式板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖.1-2 Schematic diagram of welded plate heat exchanger可拆式板式換熱器最大的區(qū)別就是其沒有密封方式實現(xiàn)。焊接板式換熱器集成了可拆板式換拆板式換熱器應用范圍的空白。同時焊接板式其能在更多的情況下，取代傳統(tǒng)的管殼式換熱構(gòu)與可拆板式換熱器的相似，同樣能在低流速熱性能也非常卓越，有的情況下甚至可以比可為無墊片的結(jié)構(gòu)設(shè)計，配合先進的焊接工藝，用不同的金屬或合金材料。因此全焊接板式換結(jié)構(gòu)設(shè)計上的緊湊性，傳熱性能的高效及使用更為廣泛。接工藝

圖 1-3 板式換熱器焊接部位示意圖Fig.1-3 Schematic diagram of plate heat exchanger welding site對于板式換熱器的焊接，相關(guān)的行業(yè)、國家標準都是比較嚴格的：當溫度低于 15℃對濕度大于 90%時而無有效保護，就應禁止焊接；焊接對口錯邊量不應大于鋼材四分之一；焊縫余高要符合對應的圖例要求；焊縫表面要達到要求，不得有裂紋等；焊接同一部位返修次數(shù)應少于 2 次等。由此可以看出焊接質(zhì)量對板式換熱器性。眾所周知，板片越薄，對于傳熱來說是越有利的，但是板片太薄會給制造加很大的困難，尤其是在焊接時，薄板的對接焊縫容易焊穿，無法成型。在焊接式制造過程中， 就存在這種問題[10]。對于板式換熱器焊接方面的問題，前人也做了研究。雷國慶等[11]闡述了板式換熱器縫隙腐蝕的原因，并提出了一些解決板式換腐蝕的辦法，如改變焊接結(jié)構(gòu)、添加防腐蝕劑、實行陰極保護和改變焊接結(jié)構(gòu)。不銹鋼是通過鈍化來提高防腐蝕的能力的，但是對于采用釬焊的板式換熱器，銅鋼接觸的區(qū)域發(fā)生腐蝕最為嚴重。還有，釬焊會導致晶粒長大，形成混晶，并使

【參考文獻】

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本文編號：2735234