Ricerca sull'allentamento dei radiatori a pinna di piastra

In un contesto di intensificazione della concorrenza sul mercato, i margini di profitto dei radiatori a pinna di piastra si stanno riducendo.le imprese utilizzano ogni metodo possibile per ridurre il peso del prodotto come mezzo di riduzione dei costiIl nucleo di un radiatore è la sua struttura centrale, come illustrato nella figura 1, che rappresenta fino all'80% del peso totale.la riduzione del peso del nucleo diventa una parte cruciale del processo di progettazione per il leggereCome si può dunque rendere più leggero il nucleo?

Figura 1: Diagramma della struttura del radiatore

Il nucleo, che funge da cuore dello scambiatore di calore, è composto da pinne, fogli rivestiti e barre di tenuta.e sigillare i lati con barre di sigillo, come illustrato nella figura 2. Il nucleo di uno scambiatore di calore a piattaforma è costituito da numerose unità di base.la riduzione del peso richiede la leggerezza dei componenti: barre di tenuta, piastre di separazione e pinne.

Figura 2: Unità di base della struttura centrale

Le barre di tenuta si trovano su entrambi i lati di ogni passaggio di flusso in uno scambiatore di calore a pinna di piastra.Una larghezza minore si traduce in un peso inferioreAttualmente, le barre di tenuta vuote sono comunemente utilizzate per ridurre il peso mantenendo una superficie di saldatura adeguata.

I fogli rivestiti sono le piastre di metallo piatte situate tra due strati di pinne, conosciute anche come fogli rivestiti a doppio lato.Sono costituiti da una lega di base (in genere legata alluminio-manganese) rivestita su un lato o su entrambi i lati da una lega di riempimento per brasaturaDurante il processo di brasatura, questa lega di riempimento si scioglie, unendo le pinne e le piastre piatte in un insieme integrato.con un punto di fusione generalmente inferiore di circa 40 °C a quello del materiale di baseAttualmente, lo spessore dei fogli rivestiti è stato ridotto da 0,8 mm a 0,5 mm. Un'ulteriore riduzione è limitata dai requisiti di resistenza alla pressione e dalle capacità del processo attuale.In applicazioni esigenti come l'aerospaziale e l'economia a bassa quotaIn particolare, lo spessore della lamiera placcata è stato ridotto a 0,45 mm o addirittura a 0,4 mm, anche se ciò impone esigenze estremamente elevate al processo di brasatura.

Le pinne sono l'elemento più fondamentale di uno scambiatore di calore piastra-pinna, principalmente responsabile del trasferimento di calore.In produzione, le pinne di altezza inferiore e di passo più ampio sono generalmente prodotte per rotolamento (utilizzando una macchina da rotolamento),mentre le pinne con altezze maggiori e passo più piccolo sono generalmente prodotte con stampaggio (utilizzando una macchina a ondulazione)L'estampatura offre una minore efficienza di produzione rispetto alla maggiore efficienza della formazione di rotoli.

Attualmente, i radiatori hanno raggiunto in gran parte una costruzione interamente in alluminio.a volte raggiungendo 0.15 mm. In gruppi di nuclei più piccoli, lo spessore del foglio può persino scendere a 0,12 mm. Con il diminuire dello spessore della pinna, la sua resistenza alla deformazione si indebolisce.La brasatura a vuoto comporta temperature molto vicine al punto di fusione del materiale, rendendo il materiale soggetto a ammorbidimento e deformazione.che è una causa significativa di ammorbidimento delle pinneSulla base delle attuali capacità di brasatura a vuoto, lo spessore standard del settore è di 0,17 mm, con 0,15 mm raggiungibili per i nuclei più piccoli.Sono in corso sforzi sperimentali per ridurre ulteriormente lo spessore delle pinne a 0.12 mm, ma questo è attualmente applicato solo in applicazioni aerospaziali di peso critico e non ha ancora visto una diffusa adozione industriale.

I processi di fabbricazione avanzati sono fondamentali per consentire progetti leggeri.

Tecnologia di brasatura a vuoto:Si tratta di un processo chiave per la fabbricazione di radiatori a pinna di alluminio, che consente il legame metallurgico tra pinne e piastre di separazione in un ambiente vuoto senza la necessità di flusso,che si traduce in una forte, struttura integrata pulita e priva di perdite.

Noclock brasatura continua:Il passaggio dalla saldatura a vuoto alla saldatura continua a Noclock è stato studiato come mezzo per ridurre i costi.

La selezione di diversi tipi di pinne (come piana, dentinata o ondulata) consente di bilanciare la dissipazione del calore, la velocità di flusso e il calo di pressione.le pinne dentate migliorano il trasferimento di calore interrompendo lo strato termico di confineAlcuni radiatori ultra-sottili di alluminio, leader del settore, utilizzano strutture proprietarie a tubo piatto che promuovono la turbolenza e configurazioni di pinne densificate per migliorare le prestazioni di scambio di calore.

Lo sviluppo tecnologico continua a concentrarsi sull'ulteriore riduzione del peso.alcuni brevetti propongono di progettare scanalature a forma di V e sporgenze su barre di sigillo corte per ridurre il peso della parte mantenendo la resistenza, favorendo così la leggerezza del radiatore.