MEKANIK PAKAIAN UNTUK GASKET PERTUKARAN PANAS PINGGANG-1
Abstrak
Penukar haba plat terdiri daripada sebilangan plat nipis dan bergelombang dengan bukaan untuk dua cecair pertukaran haba. Plat disatukan dalam timbunan dengan gasket getah di antara setiap plat. Oleh kerana tekanan pemasangan dan suhu operasi yang tinggi di penukar haba plat, gasket kadang-kadang cenderung retak.
Kerja ini menilai dan menerapkan model patah untuk getah dalam aplikasi FE. Ini termasuk melakukan ujian makmal untuk menentukan ciri bahan untuk dua bahan getah, menyokong dan juga mengesahkan simulasi FE. Eksperimen menggunakan spesimen ujian ricih tulen dikemukakan dan kaedah ujian ricih tulen mencerminkan keadaan sebenar di telaga gasket.
Kriteria tenaga koyak dinilai dengan teliti dan disimpulkan tidak berlaku untuk panjang retak kurang dari 5mm. Oleh itu, kehadiran keretakan skala kecil (penyelewengan bahan) kira-kira 50μm tidak disokong oleh kriteria tenaga terkoyak atau oleh kriteria keretakan lain yang dinilai dalam karya ini.
Analisis tegangan gasket EPDM dilakukan di ABAQUS, menunjukkan bahawa tekanan Cauchy utama maksimum mencapai tahap 9.5MPa pada suhu 130 ° C. Oleh itu, kekuatan bahan terlampaui dan mekanik patah dikesampingkan sebagai faktor utama yang mempengaruhi pecahnya gasket.
1 Latar Belakang
Dalam penukar haba plat, bahan gasket dan plat bersama dengan bentuk geometri gasket dan geometri alur gasket adalah faktor kritikal bagi prestasi penukar haba plat. Untuk meningkatkan ciri pengedap dan juga mengurangi waktu dalam proses reka bentuk, Alfa Laval telah mulai menggunakan analisis elemen hingga sebagai alat dalam pengembangan reka bentuk baru dan untuk pengubahsuaian produk yang ada.
Tesis master ini adalah kesinambungan dari tesis master sebelumnya, analisis FE pada gasket penukar haba plat [6]. Ucapan penutup dalam kerja tersebut membuktikan bahawa tahap tekanan tidak sahaja dapat membuat gasket runtuh. Oleh itu, penjelasan mengenai kegagalan gasket dicari di tempat lain, menyiasat sama ada mekanik patah adalah faktor utama dalam penyelesaian masalah tersebut.
2 Keanjalan getah
Bab ini dibentuk berdasarkan tesis Modeling Elasticity and Damping for Filled Elastomer yang ditulis oleh P. -E. Austrell, [2].
Getah adalah bahan yang tidak linier dan hubungan tegangan-tegangan elastik linier sederhana dengan modulus E yang tetap tidak dapat digunakan. Oleh itu, perlu untuk menggambarkan tingkah laku material menggunakan beberapa model matematik lain, terutamanya sifat elastik. Hubungan konstitutif untuk bahan hiperelastik adalah, serta bahan elastik linier, didefinisikan sebagai hubungan antara tegangan total dan regangan total.
Ketumpatan tenaga regangan kemudian memainkan peranan penting dalam menentukan hubungan konstitutif untuk bahan getah. Tekanan ditentukan oleh turunan fungsi ketumpatan tenaga regangan W, yang merupakan fungsi invarian regangan
Dua bentuk umum fungsi tenaga regangan W, yang dilaksanakan dalam kebanyakan program elemen terhingga umum adalah model Neo-Hooke, iaitu
dan model Yeoh, iaitu
Parameter elastik C10, C20, C30 adalah pemalar yang menggambarkan tingkah laku bahan hiperelastik dalam FEanalyses.
