Tabung Aluminium Brazing Induksi kanthi Pemanasan Induksi Frekuensi Tinggi
Novel aplikasi novel ing Induction heating mbutuhake analisa distribusi suhu ing komponen sing digawe panas kanthi njupuk struktur sing cocog lan sifat material. Metode elemen winates (FEM) nyedhiyakake alat sing kuat kanggo nganalisis lan ngoptimalake proses pemanasan induksi liwat analisis lan simulasi numerik elektromagnetik lan termal.
Tujuan utama kontribusi iki yaiku kanggo nuduhake kemungkinan aplikasi teknologi brasil induksi sing tepat, canggih lan efisien kanggo manufaktur kolektor surya adhedhasar simulasi numerik lan eksperimen sing ditindakake.
Katrangan masalah
Pakaryan iki gegayutan karo desain komponen kanggo kolektor surya sing cocog kanggo proses brrazing, yaiku bagean saka kumpul tabung (Gbr. 1a). Tabung digawe saka paduan Al jinis AW 3000 kanthi komposisi kimia sing diwenehake ing Tabel 1. Kanggo nggawe brazing, paduan jinis Al 104 digunakake (Tabel 2) bebarengan karo fluks Braze Tec 32/80 sing residu dudu -kulit. Interval suhu antara suhu solidus lan likuid kanggo paduan brazing Al 104 antara 575 ° C nganti 585 ° C. Suhu solidus bahan tabung yaiku 650 ° C.
Tabel 1 Komposisi kimia paduan AW 3000 [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Cr | Al |
| 0.05-0.15 | 0.06-0.35 | maksih. 0.1 | 0.3-0.6 | 0.02-0.20 | 0.05-0.3 | maksih. 0.25 | imbangan |
Tabel 2 Komposisi kimia campuran paduan jinis Al 104 [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 11-13 | 0.6 | maksih. 0.3 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | maksih. 0.15 | imbangan |
Proses brazing nganggep aplikasi pemanasan induksi. Sampeyan kudu ngrancang sistem pemanas induksi kanthi cara supaya suhu mematri kudu diraih ing zona sendhi (logam brazed - paduan brazing) ing wektu sing padha. Saka sudut pandang iki, pilihan kumparan induksi sing tepat, parameter geometri lan operasi (utamane frekuensi lan arus sumber) penting banget. Bentuk lan dimensi koil induksi sing adhem banyu tembaga sing dirancang ditampilake ing Gambar 1b
Efek paramèter pemanasan induksi sing relevan ing distribusi suhu ing bagean brazed ditaksir nggunakake simulasi angka pemanasan induksi sing ngetrapake kode program ANSYS 10.0.
Model simulasi
Sesuai karo metodologi solusi masalah elektromagnetik lan termal ditambah karo FEM nggunakake piranti lunak ANSYS 10.0 [3-5], model simulasi proses pemanasan induksi kanggo brrazing dikembangake kalebu kahanan geometri, fisik, lan awal lan wates. Tujuan utama simulasi angka yaiku kanggo nemtokake paramèter optimal panasan induksi (frekuensi lan sumber saiki) kanggo nggayuh distribusi suhu sing dibutuhake ing zona pembentukan sendi.
Model 3D sing disaranake (Gambar 2) kanggo analisis elektromagnetik kasusun saka model tabung, paduan brazing, koil induksi sing digawe adhem banyu lan udhara sekitar (ora ditampilake ing Gambar 2). Ing analisis termal, mung tabung lan alloy brazing sing dianggep. Detil bolong sing digawe saka unsur linear, 8-simpul ing zona pembentukan sendi digambarake ing Gambar 2b.
Gambar 2 a) Model geometris kanggo analisis elektromagnetik tanpa udhara sekitar lan b) detail bolong 3D sing digawe ing zona pembentukan sendi. Ketergantungan suhu sifat listrik lan termal saka paduan AW 3000 lan paduan brazing Al 104 dipikolehi nggunakake JMatPro piranti lunak [6]. Saka kasunyatan manawa bahan sing ditrapake non-magnetik, permeabilitas relatif µr = 1.
Suhu awal bahan brazed yaiku 20 ° C. Kontak listrik lan termal sing sampurna ing permukaan bahan kasebut mesthine. Frekuensi saiki sumber ing kumparan induksi mestine 350 kHz. Nilai arus arus ditemtokake saka interval saka 600 A nganti 700 A. Pendinginan tabung brazed kanthi konveksi bebas lan radiasi menyang udhara kanthi suhu 20 ° C dipertimbangkan. Koefisien transfer panas gabungan gumantung ing suhu lumahing bagean brasil ditetepake. Ing Gambar 3, distribusi suhu komponen brazed sawise entuk suhu sing dibutuhake ing zona sendi ditampilake kanggo nilai pilihan arus sumber sing ditrapake ing induksi pemanas induksi. Wektu 36 detik nggunakake arus sumber 600 A kayane cukup dawa. Pemanasan cepet sing ngetrapake arus sumber 700 A ora bisa nyukupi kanggo nyawiji alloy brazing Al 104. Amarga iki, saiki sumber kira-kira level 620 A nganti 640 A disaranake tumuju ing wektu nyusut saka 25 nganti 27.5 detik ……
