플레이트 열 교환기 가스켓 -1의 구조
요약
판형 열교환 기는 2 개의 열교환 유체를위한 개구부가있는 다수의 얇고 주름진 판으로 구성됩니다. 플레이트는 각 플레이트 사이에 고무 개스킷과 함께 스택으로 구성됩니다. 플레이트 열 교환기의 조립 압력과 높은 작동 온도로 인해 개스킷이 갈라지는 경우가 있습니다.
이 작업은 FE 응용 분야에서 고무의 파괴 모델을 평가하고 구현합니다. 여기에는 2 개의 고무 재료에 대한 재료 특성을 결정하고 FE 시뮬레이션을 지원하고 검증하기위한 실험실 테스트 수행이 포함됩니다. 순수한 전단 시험 시편을 사용한 실험이 제시되고 순수한 전단 시험 방법은 개스킷 우물의 실제 상태를 반영합니다.
인열 에너지 기준을 철저히 평가하여 5mm 미만의 균열 길이에는 유효하지 않은 것으로 결론을 내 렸습니다. 따라서, 약 50μm의 소규모 균열 (재료 불규칙성)의 존재는 인열 에너지 기준 또는이 연구에서 평가 된 다른 파괴 기준에 의해 뒷받침되지 않습니다.
EPDM 개스킷의 응력 분석은 ABAQUS에서 수행되며, 최대 주요 코시 응력은 130 ° C의 온도에서 9.5MPa 수준에 도달 함을 보여줍니다. 따라서, 재료 강도가 초과되고 파괴 역학은 가스켓의 파열에 영향을 미치는 주요 요인으로 배제됩니다.
1 배경
판형 열교환 기에서, 개스킷의 기하학적 형태 및 개스킷 그루브 형상과 함께 개스킷 및 판 재료는 판형 열교환 기의 성능에 중요한 요소이다. Alfa Laval은 밀봉 특성을 개선하고 설계 프로세스의 시간을 단축하기 위해 새로운 요소를 개발하고 기존 제품을 수정하는 도구로 유한 요소 해석을 사용하기 시작했습니다.
이 마스터 논문은 판 열교환 기 개스킷에 대한 이전 마스터 논문 인 FE- 분석의 연속이다 [6]. 이 작업에서 결론을 내리면 스트레스 수준만으로는 가스켓이 붕괴되지 않을 수 있습니다. 따라서 가스켓 고장에 대한 설명을 다른 곳에서 찾아보고, 파단 역학이 문제 해결의 주요 요인인지 조사합니다.
2 고무 탄성
이 장은 P.-E에 의해 쓰여진 탄성 엘라스토머에 대한 탄성 및 댐핑의 논문 모델링에 기초합니다. 오스트 렐, [2].
고무는 매우 비선형 재료이며 일정한 영률 E와 간단한 선형 탄성 응력-변형률 관계를 적용 할 수 없습니다. 따라서 다른 수학적 모델, 특히 탄성 특성을 사용하여 재료 거동을 설명해야합니다. 초 탄성 재료에 대한 구성 관계는 선형 탄성 재료뿐만 아니라 총 응력과 총 변형률 사이의 관계로 정의됩니다.
그런 다음 변형 에너지 밀도는 고무 재료의 구성 관계를 정의하는 데 핵심적인 역할을합니다. 응력은 변형률 변형의 함수 인 변형 에너지 밀도 함수 W의 파생물에 의해 결정됩니다.
대부분의 일반적인 유한 요소 프로그램에서 구현되는 변형 에너지 함수 W의 두 가지 일반적인 형태는 Neo-Hooke 모델입니다.
그리고 Yeoh 모델, 즉
탄성 파라미터 C10, C20, C30은 FEanalyses에서 고탄성 재료 거동을 설명하는 상수입니다.
