Recherche sur l'allègement des radiateurs à ailettes planes

Dans le contexte d'une concurrence accrue sur le marché, les marges bénéficiaires des radiateurs à nageoires de plaque diminuent. Certains types de radiateurs classiques sont même tarifiés en fonction du poids.Les entreprises utilisent toutes les méthodes possibles pour réduire le poids du produit afin de réduire les coûts.Le noyau d'un radiateur est sa structure de noyau, comme le montre la figure 1, qui représente jusqu'à 80% du poids total.la réduction du poids du noyau devient une partie cruciale du processus de conception pour la légèretéComment, alors, le noyau peut-il être rendu plus léger?

Figure 1: Diagramme de la structure du radiateur

Le noyau, servant de cœur de l'échangeur de chaleur, est composé d'ailerons, de feuilles plaquées et de barres d'étanchéité.et sceller les côtés avec des barres de scellésComme illustré à la figure 2, le noyau d'un échangeur de chaleur à plaques est assemblé à partir de plusieurs unités de base.la réduction du poids nécessite la conception légère de ses composants: barres d'étanchéité, plaques de séparation et nageoires.

Figure 2: Unité de base de la structure de base

Les barres d'étanchéité sont situées des deux côtés de chaque passage d'écoulement dans un échangeur de chaleur à plaques.Une plus petite largeur réduit le poidsAujourd'hui, les barres d'étanchéité creuses sont couramment utilisées pour réduire le poids tout en maintenant une surface de soudage adéquate.

Les feuilles placées sont les plaques métalliques plates situées entre deux couches de nageoires, également appelées feuilles placées à double face.Ils sont constitués d'un alliage de base (typiquement alliage aluminium-manganèse) recouvert d'un ou des deux côtés d'un alliage de remplissage de brasageAu cours du processus de brasage, cet alliage de remplissage fond, liant les nageoires et les plaques plates en un tout intégré.d'une épaisseur d'environ 50 mm,Actuellement, l'épaisseur des feuilles plaquées a été réduite de 0,8 mm à 0,5 mm. Une réduction supplémentaire est limitée par les exigences de résistance à la pression et les capacités actuelles du procédé.Dans des applications exigeantes comme l'aérospatiale et l'économie de basse altitudeL'épaisseur de la feuille placée a été réduite à 0,45 mm voire 0,4 mm, ce qui impose des exigences extrêmement élevées au procédé de brasage.

Les ailerons sont l'élément le plus fondamental d'un échangeur de chaleur plaque-aileron, principalement responsable du transfert de chaleur.En production, les nageoires de plus petite hauteur et de plus grande hauteur sont généralement produites par roulement (à l'aide d'une machine à roulement),tandis que les nageoires de plus grande hauteur et de plus petite hauteur sont généralement produites par estampage (à l'aide d'une machine à onduler)L'estampage offre une efficacité de production inférieure par rapport à l'efficacité supérieure du formage en rouleau.

Actuellement, les radiateurs ont largement atteint une construction entièrement en aluminium, la feuille d'aluminium utilisée pour les nageoires devenant progressivement plus mince, avec une épaisseur prévalant actuellement de 0,17 mm.parfois atteignant 0.15 mm. Dans les assemblages de noyaux plus petits, l'épaisseur de la feuille peut même descendre à 0,12 mm. À mesure que l'épaisseur de la feuille de nageoire diminue, sa résistance à la déformation s'affaiblit.Le brasage sous vide implique des températures très proches du point de fusion du matériau, ce qui rend le matériau sujet au ramollissement et à la déformation. L'effondrement et la déformation du noyau pouvant conduire à la ferraille peuvent survenir pendant le processus de brasage à haute température,qui est une cause importante de ramollissement des nageoiresSur la base des capacités actuelles de brasage sous vide, l'épaisseur standard de l'industrie est de 0,17 mm, 0,15 mm étant réalisable pour les noyaux plus petits.Des efforts expérimentaux sont en cours pour réduire encore l'épaisseur des nageoires à 0.12 mm, mais cette technique n'est actuellement utilisée que dans les applications aérospatiales à poids critique et n'a pas encore été largement adoptée dans l'industrie.

Les procédés de fabrication avancés sont essentiels pour permettre des conceptions légères.

Technologie de brasage sous vide:Il s'agit d'un procédé clé pour la fabrication de radiateurs en plaque d'aluminium, qui permet la liaison métallurgique entre les ailerons et les plaques de séparation dans un environnement sous vide sans avoir besoin de flux,résultant en une forte, structure intégrée propre et sans fuite.

Le brasage continu de nuit:Le passage de la brasserie sous vide à la brasserie en continu de Noclock est à l'étude pour réduire les coûts.

La sélection de différents types d'ailerons (comme les ailerons plats, serrés ou ondulés) permet d'équilibrer la dissipation de chaleur, la vitesse de débit et la chute de pression.les nageoires dentelées améliorent le transfert de chaleur en perturbant la couche limite thermiqueCertains radiateurs ultra-minces en aluminium utilisent des structures propriétaires à tube plat favorisant la turbulence et des configurations de nageoires densées pour améliorer les performances d'échange de chaleur.

Le développement technologique continue de mettre l'accent sur la réduction du poids.Certains brevets proposent de concevoir des rainures en forme de V et des saillies sur de courtes barres d'étanchéité pour réduire le poids des pièces tout en maintenant la résistance, favorisant ainsi la légèreté du radiateur.