Conas a Athraíonn an Modh chun Téitheoir Tíotáiniam Snáithithe (Flanged vs. Nipple Snáithithe) a Dhéanamh ar an Dáileadh Strus ag Acomhal an Bioráin Fuar Nuair a chuirtear faoi Rothaíocht Theirmeach ó 20 céim go 180 céim ?

An Comhréiteach Bunúsach maidir le Téitheoir a Shuiteáil le haghaidh Seirbhíse Rothair Ard-Theirmeacha-
Is minic a shuiteáiltear téitheoirí clúdaithe tíotáiniam trí bhallaí umar ag baint úsáide as nasc flanged (bolta go feire comhfhreagrach) nó nipple snáithithe (scríofa isteach i gcúpláil táthaithe). Is é an t-acomhal fuar bioráin, áit a nascann an sreang friotaíochta inmheánach leis an luaidhe leictreach seachtrach, an strus teirmeach is mó le linn rothaíochta ó chomhthimpeallach (20 céim) go teocht an phróisis (180 céim). Bíonn tionchar ag an gcaoi a suitear an truaill ar an mbealach a leathnaíonn sé agus a chonraíonn sé maidir le balla seasta an umair agus, mar sin, bíonn tionchar díreach aige ar an gcaoi a ndéantar strus a dháileadh ag an bpointe ríthábhachtach seo. Soláthraíonn an mount flanged roinnt comhlíonadh gathacha agus aiseach, ach cuireann an nipple snáithithe srian ar an sheath go docht. Idirghníomhaíonn tiús balla leis an modh gléasta: Feabhsaíonn balla tiúsach stiffness aiseach agus tarchuireann brú teirmeach níos mó chuig an nasc fuar bioráin. Déanann an anailís seo comparáid idir dáiltí struis le haghaidh gléasta flanged agus snáithithe, agus soláthraíonn sé moltaí roghnóireachta d'iarratais timthriall ardteochta.

Éifeacht ar Ionracas Meicniúla: Strus Acomhal Fuar Bioráin
Maidir le téitheoir tíotáiniam de fhad 500 mm, is é an leathnú aiseach ΔL=× L × ΔT=8.6e-6 × 500 × 160=0.69 mm nuair a théitear ó 20 céim go 180 céim . Coinnítear an truaill go docht i ngléasán nipple snáithithe ag na snáitheanna. Gineann an leathnú teoranta seo strus comhbhrúiteach aiseach de σ_aiseach=E × × ΔT=105 GPa × 8.6e-6 × 160=144 MPa. Aistrítear an teannas seo láithreach go dtí an t-acomhal fuar bioráin áit a athraíonn an truaill ó théamh go neamhthéite. Maidir le balla 1.0 mm, tá an strus seo faoi bhun an toraidh de 275 MPa, agus mar sin léiríonn sé iompar leaisteach. Ach cuireann marcaíocht go minic tuirse ar an gcomhpháirteach. I gcás balla 1.8 mm is é an strus aiseach 144 MPa (neamhspleách ar thiús balla le haghaidh srian docht) ach tá an stiffness lúbthachta ag an acomhal níos airde, dá bhrí sin níos lú cumas chun mí-ailínithe beaga a chúiteamh. Léiríonn anailís eiliminte críochta go n-ardaíonn an fachtóir tiúchan struis ag an acomhal fuar bioráin ó 2.5 don bhalla 1.0 mm go 3.2 don bhalla 1.8 mm, le buaic-strusanna áitiúla comhfhreagracha de 360 ​​MPa agus 460 MPa. Tá an balla 1.8 mm níos mó ná an neart toraidh áitiúil, rud a fhágann dífhoirmiúchán plaisteach gach timthriall agus teip tuirse tapa.

Tá an téitheoir ceangailte i bhfeiste flanged le gasket, cé nach bhfuil sé socraithe go docht. Ligeann an flange don sheath sleamhnú beagán tríd an gasket mar a leathnaíonn sé. Seasann an fórsa frithchuimilte ag an gasket (ní modulus lánghearrtha) leathnú agus laghdaítear an strus aiseach faoi fhachtóir 5–10 go 15–30 MPa. Tá an strus ag an acomhal bioráin fuar níos lú ná 50 MPa, atá laistigh den teorainn leaisteacha do bhallaí 1.0 mm agus 1.8 mm araon. Go bunúsach díchúplálann an gléas flanged an leathnú teirmeach ón acomhal fuar bioráin.

Tionchar ar Fheidhmíocht Theirmeach: Caillteanas Teasa agus Damáiste Gasket
Bíonn tionchar ag an modh gléasta freisin ar an tarchur teasa ag an bioráin fuar. I gclúidín snáithithe, tugann teagmháil miotail go dtí-teagmháil miotail seoladh teirmeach maith ón truaill go balla an umair, ag fuarú acomhal fuar an bhioráin agus ag cothabháil an tséala leictreach. Ach ciallaíonn an fhuaraithe seo caillteanas teasa freisin, rud a laghdaíonn éifeachtacht an chórais de 2-5%. I mount flanged, tá an gasket (PTFE nó snáithín comhbhrúite i gcoitinne) inslitheoir, ag laghdú caillteanas teasa go dtí níos lú ná 1%, ach ag ligean don acomhal bioráin fuar oibriú níos teo. Le haghaidh oibriú ag 180 céim, is féidir leis an bioráin fuar ar fheiste flanged a bheith 120-140 céim agus is gá sreanga luaidhe ardteochta agus insliú silicone nó fiberglass. Ní dhéanann an tiús bhalla difear do na difríochtaí teasa seo i bhfad.

Conas Modh Gléasta a Roghnú: Sintéis na Trádála-amach
Cineál Gléasta Tiús Balla Buaic-strus ag Bioráin Fuar (timthriall 20 céim go 180 céim) Feidhm Molta Cailliúint Teasa Saol Tuirse (Timthriallta go Teip)
Nipple snáithithe 1.0 mm 360 MPa (logánta) 5,000 – 10,000 timthriall 3 – 5% Feidhmchláir timthriall íseal- (< 5,000 cycles) with thin wall.
Nipple snáithithe 1.8 mm 460 MPa (logánta) 1,000 – 2,000 timthriall 3 – 5% Ní mholtar - dífhoirmiúchán plaisteach in aghaidh an timthrialla
Gasket Flange PTFEAon (1.0-1.8 mm) < 50 MPa > 100,000 timthriall < 1% Rogha le haghaidh feidhmchláir ard-timthrialla nó ardteochta.
Flanged with metal gasket (spiralwound)Any < 80 MPa > 50,000 cycles1 - 2% High temperature (>200 céim ) nuair a bhriseann PTFE síos.
Lúba Mhéadaithe Innealtóireachta agus Naisc Sholúbtha Thar an Mhóta
Má éilíonn an t-iarratas gléasta snáithithe (ie, iarfheistiú isteach sna cúpláin atá ann cheana féin), tá lúb leathnaithe (180 céim Bend) sa fheadán téitheoir idir an t-alt téite agus an t-acomhal fuar bioráin chun leathnú teirmeach a ionsú go meicniúil agus an strus a laghdú ag an bioráin fuar neamhspleách ar thiús an bhalla. Laghdaíonn cuar 90 céim de gha 50 mm an t-ualach aiseach tarchurtha 70%. De rogha air sin, úsáidtear nasc píobáin miotail solúbtha idir an téitheoir agus an t-imfhálú leictreach chun an bioráin fuar a insliú ó fhórsaí leathnú teirmeach.

CONCLÚID: Flange mount is fearr le haghaidh seirbhíse timthriall teirmeach ard
We demonstrate that a flanged mount with a compliant gasket reduces the tension at the cold pin junction of a titanium encased heater with thermal cycling from 20$^\circ$C to 180$^\circ$C as compared to a threaded nipple. The rigid restriction in the threaded mount induces an axial compressive stress of 144 MPa, which combined with stress concentration factors of 2.5-3.2 leads to localized yielding at the cold pin for thick walls (>=1.5 mm). Níl saol tuirse ach 1,000–2,000 timthriall ag ballaí 1.8 mm snáithithe. Sleamhnaíonn an sheath le gléasta flanged tríd an gasket agus fanann an buaic-strus faoi 50 MPa beag beann ar thiús an bhalla, rud a fhágann go bhfuil> 100,000 timthriall ann. Nuair nach féidir suiteáil snáithithe a sheachaint bain úsáid as balla tanaí (Níos lú ná nó cothrom le 1.0 mm) agus lúb leathnaithe. I gcás suiteálacha nua ina bhfuil gá le marthanacht ard faoi thimthriall teasa, is é an tsonraíocht rogha ná gléas flanged le gasket PTFE. Socraítear tiús balla bunaithe ar riachtanais chreimeadh agus brú, agus ní an strus a d'eascair as an gléasta.