Покращення характеристик термостатичних конденсатовідвідників застосуванням пружинних елементів з ефектом пам’яті форми
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.300489Ключові слова:
конденсатовідвідник, пружинний елемент, ефект пам’яті форми, інерційність, термосилове циклуванняАнотація
Об’єктом дослідження є деформаційно-силові характеристики пружинних елементів термостатичних конденсатовідвідників з ефектом пам’яті форми. Проведені дослідження вирішують проблему, пов’язану з недосконалістю конструкції виконавчих органів конденсатовідвідників та їх високою інерційністю.
Проведено експериментальні дослідження впливу швидкості охолодження пружинних силових елементів на деформаційно-силові характеристики. Експериментальні дослідження показали, що значний вплив швидкості охолодження пружинних силових елементів на деформаційно-силові характеристики спостерігається виключно в режимі наведення деформації при температурі t≤Мf. За результатами експериментів встановлено, що зниження швидкості охолодження з 66,7 до 0,013 °C/с позитивно впливає на деформаційно-силові характеристики пружинного елемента.
Відмінною рисою роботи є дослідження впливу кроку намотування та термосилового циклування на деформаційно-силові характеристики пружинних елементів. Встановлено, що використання термосилового циклування дозволяє зменшити силу, необхідну для повного стиснення пружинного елемента, на 60 %. Інтенсивне зниження сили, необхідної для повного стиснення пружинних елементів, відбувається протягом перших 100 циклів термосилового циклування.
Представлено раціональну технологію термообробки пружинних елементів. Вона складається з наступних етапів: нагрівання до температури 400–500 °С протягом 1 години, витримка при цій температурі протягом години, охолодження зі швидкістю 0,013 °C/с, кількість циклів термосилового циклування не менше 100 з кроком намотування 8·10–3 м. За результатами досліджень представлено вдосконалену конструкцію термостатичного конденсатовідвідника з виконавчим елементом у вигляді циліндричної пружини стиснення зі сплаву ВСП-1 на основі титан-нікелевого сплаву
Посилання
- Steam Trap and Boiler Efficiency Research. Final Report (2020). DNV GL. Available at: https://ma-eeac.org/wp-content/uploads/MA-CIEC-Stage-5-Final-Report-MA20C05-G-STBE-FINAL-20201020.pdf
- Sahoo, T. (2021). Steam Traps Failure. Root Cause Failure Analysis, 295–308. https://doi.org/10.1002/9781119615606.ch16
- Mobley, R. K. (2004). Steam Traps. Maintenance Fundamentals, 365–373. https://doi.org/10.1016/b978-075067798-1/50039-x
- Kavak, H., Döner, N. (2022). Impact of Steam Traps On Energy Efficiency and Energy Cost Analysis: The Case of a Textile Factory. Mühendis ve Makina, 63 (709), 651–671. https://doi.org/10.46399/muhendismakina.1128047
- Gonzalez, C. H., Oliveira, C. A. do N., Pina, E. A. C. de, Urtiga Filho, S. L., Araújo Filho, O. O. de, Araújo, C. J. de. (2010). Heat treatments and thermomechanical cycling influences on the R-phase in Ti-Ni shape memory alloys. Materials Research, 13 (3), 325–331. https://doi.org/10.1590/s1516-14392010000300008
- Oliveira, C. A. do N., Gonzalez, C. H., Olimpio Filho, O., Silva, N. J. da, Guimarães, P. B., Nuñez-Mendoza, E., Cuéllar, E. M. L. (2015). Thermomechanical Analysis on Ti-Ni Shape Memory Helical Springs Under Cyclic Tensile Loads. Materials Research, 18 (suppl 2), 17–24. https://doi.org/10.1590/1516-1439.334514
- Hadi, A., Yousefi-Koma, A., Elahinia, M., Moghaddam, M. M., Ghazavi, A. (2011). A shape memory alloy spring-based actuator with stiffness and position controllability. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 225 (7), 902–917. https://doi.org/10.1177/2041304110394570
- Lemanski, J. L. (2006). A Low Hysteresis NiTiFe Shape Memory Alloy Based Thermal Conduction Switch. AIP Conference Proceedings. https://doi.org/10.1063/1.2192327
- Krishnan, V. B., Bewerse, C., Notardonato, W. U., Vaidyanathan, R., Balachandran, U. (Balu), Amm, K. et al. (2008). A thermal conduction switch based on low hysteresis nitife shape memory alloy helical springs. AIP Conference Proceedings. https://doi.org/10.1063/1.2900374
- Stachowiak, D. (2019). A computational and experimental study of shape memory alloy spring actuator. Przegląd Elektrotechniczny, 1 (7), 31–34. https://doi.org/10.15199/48.2019.07.07
- Da Silva, K. C. A., Gonzalez, C. H., Oliveira, C. A. do N., Cândido Junior, M., Rocha, J. O. S. (2024). Study of superelastic fatigue in Ni-Ti alloy sensors/actuators with shape memory. Observatório De La Economía Latinoamericana, 22 (1), 3943–3962. https://doi.org/10.55905/oelv22n1-205
- Polishchuk, V. A., Nikolaiev, O. L., Zadorozhnaya, T. P. (2016). Determination of spring elements characteristics using shape memory effect during thermomechanical impact. Collection of Scientific Publications NUS, 463 (1), 26–29. https://doi.org/10.15589/jnn20160104
- Benafan, O., Brown, J., Calkins, F. T., Kumar, P., Stebner, A. P., Turner, T. L. et al. (2013). Shape memory alloy actuator design: CASMART collaborative best practices and case studies. International Journal of Mechanics and Materials in Design, 10 (1), 1–42. https://doi.org/10.1007/s10999-013-9227-9
- Pylypchak, V., Zhukov, O. (2017). Pat. No. 116687 UA. Termostatychnyi kondensatovidvidnyk. No. u201700033; declareted: 03.01.2017; published: 25.05.2017, Bul. No. 10. Available at: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=235931
- Huang, T.-S., Ou, S.-F., Kuo, C.-H., Yang, C.-H. (2020). Effects of Thermomechanical Treatment on Phase Transformation of the Ti50Ni49W1 Shape Memory Alloy. Metals, 10 (4), 527. https://doi.org/10.3390/met10040527
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Vitaliy Pylypchak, Oleksandr Epifanov, Pavlo Patsurkovskyi, Yuriy Shapovalov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
