چگونه ریخته گری پمپ و شیر انبساط و انقباض حرارتی را در حین کار انجام می دهند؟

انتخاب مواد برای ریخته گری پمپ و شیر در مدیریت انبساط حرارتی بسیار مهم است. موادی مانند چدن، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم دارای ضرایب متمایز انبساط حرارتی (CTE) هستند که نحوه واکنش آنها به تغییرات دما را تعیین می کند. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ در مقایسه با آلومینیوم دارای CTE پایین تری است که باعث می شود در نوسانات دما پایدارتر شود. مهندسان در هنگام انتخاب مواد، محدوده دمای عملیاتی و شرایط محیطی را به دقت ارزیابی می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که می‌توانند تنش‌های حرارتی را که در حین کار با آن مواجه می‌شوند، بدون تغییر شکل یا شکست قابل توجه تحمل کنند.

طراحی موثر برای سازگاری با انبساط و انقباض حرارتی ضروری است. مهندسان تلورانس‌ها و فاصله‌ها را در طراحی گنجانده‌اند تا امکان حرکت حرارتی را بدون ایجاد تنش ناخواسته فراهم کنند. این ممکن است شامل طراحی اجزایی با اتصالات کشویی یا اتصالات انعطاف پذیر باشد که می توانند انبساط را بدون ایجاد اتصال یا تداخل جذب کنند. این طرح همچنین ممکن است شامل ویژگی هایی مانند آجدار یا روکش باشد که می تواند یکپارچگی سازه را افزایش دهد و در عین حال فضایی را برای گسترش فراهم کند.

طراحی اتصالات و اتصالات برای حفظ یکپارچگی سیستم در چرخه حرارتی بسیار مهم است. برای مثال، اتصالات پیچ‌دار را می‌توان برای حفظ درجه خاصی از انعطاف‌پذیری مهندسی کرد، که برای جلوگیری از نشتی و شکست ساختاری ناشی از انبساط حرارتی حیاتی است. استفاده از طرح‌های فلنجی که امکان حرکت را فراهم می‌کند، می‌تواند به انبساط بدون آسیب رساندن به عملکرد آب‌بندی کمک کند. استفاده از واشر و مهر و موم به طور خاص برای انبساط حرارتی نیز می تواند قابلیت اطمینان این اتصالات را افزایش دهد.

فرآیندهای عملیات حرارتی اغلب برای افزایش خواص مکانیکی قطعات ریخته گری استفاده می شود. تکنیک هایی مانند بازپخت یا تنش زدایی برای کاهش تنش های پسماند که می تواند در طول فرآیند ریخته گری ایجاد شود استفاده می شود. با عادی سازی ساختار مواد، این درمان ها توانایی مواد را برای مقاومت در برابر چرخه حرارتی بهبود می بخشد و خطر ترک خوردن یا تاب برداشتن را به حداقل می رساند. انتخاب فرآیند عملیات حرارتی به مواد خاص و کاربرد مورد نظر بستگی دارد که نیازمند توجه دقیق مهندسان است.

ویژگی‌های حرارتی سیالاتی که از طریق پمپ‌ها و دریچه‌ها منتقل می‌شوند به طور قابل توجهی بر رفتار حرارتی اجزای ریختگی تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، سیالات با سرعت جریان بالا می توانند در اثر اصطکاک گرما ایجاد کنند و بر دمای ریخته گری اطراف تأثیر بگذارند. مهندسان باید رسانایی حرارتی سیال و مواد ریخته گری را برای پیش بینی چگونگی انتقال گرما در سیستم در نظر بگیرند. درک این دینامیک برای اطمینان از اینکه اجزا در طول عملیات در محدوده دمای قابل قبول باقی می مانند بسیار مهم است.

در کاربردهایی که کنترل دما حیاتی است، عایق حرارتی خارجی ممکن است برای پمپ ها و شیرها اعمال شود. عایق به کاهش نوسانات دما با حفظ دمای کارکرد ثابت کمک می کند، بنابراین میزان چرخه های انبساط و انقباض حرارتی را کاهش می دهد. این عمل به ویژه در فرآیندهای مربوط به سیالات با دمای بالا یا محیط هایی که پایداری دما برای کارایی و ایمنی عملیاتی حیاتی است، مرتبط است.

برای سیستم‌های بزرگ‌تر، به‌ویژه آن‌هایی که حرکت حرارتی قابل‌توجهی دارند، اتصالات انبساط ممکن است برای جذب و تطبیق حرکت به دلیل انبساط حرارتی تعبیه شود. این اتصالات به انعطاف پذیری کنترل شده در سیستم لوله کشی اجازه می دهد، به کاهش استرس بر روی قطعات ریخته گری و حفظ یکپارچگی کلی سیستم کمک می کند. مهندسان باید با دقت نوع و محل اتصالات انبساط را بر اساس نرخ انبساط حرارتی مورد انتظار و طراحی خاص سیستم انتخاب کنند.

پمپ جریان محوری