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《新疆大学》 2011年
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管束式换热器内孔表面电化学光整加工的应用基础研究

平宗保  
【摘要】:管束式换热器是使两种温度不同的流体进行热量交换的一种典型换热设备。通过这种设备,可使一种流体降温另一种流体升温,以满足各自的需要。该设备在化工、石油、制药、能源等工业部门应用相当广泛,是化工生产中不可缺少的重要设备之一。然而由于换热器管件内表面质量差等原因,使得换热器管件内表面易结垢,严重时甚至达到管道接近堵塞的状态,极大的影响了热交换效率,致使工作效率低下。对此,我们要对管束式换热器管件内表面的污垢进行清理并改善其内表面的表面质量,虽然目前常用的机械、物理及化学处理方法和手段虽有一定的效果,但对于提高管件内表面的表面质量的帮助不大。 电化学光整加工技术作为一种新兴的非接触式的光整加工方法,可以不受工件材料及表面硬度的影响,加工效率高、成本低,能够大幅度提高工件阳极的光整表面质量,使得工件表面能够获得良好的微观几何形貌,并已得到广泛的应用。经试验及应用实践表明,电化学光整加工在大幅度提高工件表面质量的同时,还能不同程度地提高工件的加工精度。 本文针对管束式换热器电化学光整加工中的主要问题,依据法拉第电解定律对电化学光整加工的整平机理进行研究和探讨,从表面微观几何轮廓的变化及小间隙加工条件等角度来对电化学光整加工过程中电化学阳极溶解特点及阳极表面微观几何轮廓的变化和影响进行分析和研究。对工具阴极表面微观几何轮廓的影响、机械单元的作用以及阴极和阳极进行相对运动对光整加工的影响进行分析,并针对换热器管件内孔的几何结构特点,进行合理的阴极结构设计。同时结合管束式换热器的具体特点,并通过对比移动式工具阴极脉冲电化学光整加工方法、成对式阴极电化学光整加工方法以及电化学机械复合光整加工方法的优缺点,并鉴于管件内孔形状特征的特殊性,确定了利用电化学机械复合光整加工方法对管束式换热器进行光整加工。 由于管束式换热器是由许多管件组成,故可将管束式换热器电化学光整加工问题简化为单个管件内孔表面的光整加工。因而在实验室条件下,对单根管件进行电化学光整加工实验,经电化学光整加工后,管件内表面的表面质量得到大幅度的提高,表面粗糙度由1.6μm降到0.2μm,该实验结果表明对管件采用电化学机械复合光整加工的方法是可取的。由此可知该课题的研究方向是正确的,本文所采取的研究思路可行的,其实际应用是有效的。
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG662

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