Μοντελοποίηση κατεργασιών και διεργασιών σε υπολογιστικό περιβάλλον

Η ΧΑΛΚΟΡ επενδύει παραδοσιακά στην Τεχνολογία & Έρευνα με σκοπό την εισαγωγή νέων υλικών και υπηρεσιών στον κλάδο της βιομηχανίας. Σε αυτό το πλαίσιο, υπολογιστικά εργαλεία, όπως CAD, FEA και CFD μπορούν να αξιοποιηθούν για την ανάλυση τεχνικών διεργασιών και κατεργασιών.

Το CAD (Computer-aided Design) χρησιμοποιείται για τη δημιουργία, τροποποίηση, ανάλυση και βελτιστοποίηση εξαρτημάτων και συναρμολογημάτων σε σχεδιαστικό περιβάλλον. Η ανάλυση των μοντέλων CAD μπορεί να πραγματοποιηθεί με FEA (finite element analysis – ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων), η οποία είναι μια υπολογιστική μέθοδος που χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο εξαρτήματα και συναρμολογήματα αντιδρούν σε πραγματικές φυσικές επιδράσεις, όπως τα φορτία. Οι κατεργασίες κατασκευής περιλαμβάνουν διάφορες διαδικασίες μορφοποίησης του χαλκοσωλήνα (π.χ. κάμψη, μηχανική εκτόνωση) οι οποίες μπορούν να προσομοιωθούν με FEA στην κατεύθυνση της βελτιστοποίησης του προϊόντος και της μείωσης των απαιτούμενων βιομηχανικών δοκιμών.

Μια βασική κατεργασία της κατασκευής εναλλακτών θερμότητας με χαλκοσωλήνες και πτερύγια αλουμινίου για εφαρμογές κλιματισμού και ψύξης είναι η μηχανική εκτόνωση. Κατά τη μηχανική εκτόνωση, ένα εσωτερικό εργαλείο (μπίλια εκτόνωσης), με εξωτερική διάμετρο ελαφρώς μεγαλύτερη από την εσωτερική διάμετρο του σωλήνα, προωθείται στο εσωτερικό του σωλήνα έτσι ώστε αυτός να παραμορφωθεί πλαστικά και να στερεωθεί μόνιμα στα πτερύγια αλουμινίου.

Η γεωμετρία του σωλήνα μεταβάλλεται κατά την μηχανική εκτόνωση. Η επίδραση της μηχανικής εκτόνωσης στη μεταφορά θερμότητας διερευνάται στο Εργαστήριο Θερμικής Απόδοσης Σωλήνων της ΧΑΛΚΟΡ, όπου μελετάται γενικότερα η επίδραση της γεωμετρίας των σωλήνων TALOS^ⓇACR και TALOS^ⓇIGT στη μεταφορά θερμότητας κατά την αλλαγή φάσης ψυκτικού μέσου. Οι εκτονωμένοι και μη εκτονωμένοι σωλήνες μπορούν να αξιολογηθούν σε συγκριτική βάση υπό πλήρως ελεγχόμενες πειραματικές συνθήκες που προσομοιώνουν τις συνθήκες λειτουργίας τυπικών συστημάτων κλιματισμού και ψύξης.

Στο πλαίσιο της Ε & Α των εναλλακτών θερμότητας που χρησιμοποιούν σωλήνες TALOS^ⓇACR και IGT, η ΧΑΛΚΟΡ σε συνεργασία με το ELKEME ανέπτυξε ένα μοντέλο προσομοίωσης της μηχανικής εκτόνωσης με πεπερασμένα στοιχεία, χρησιμοποιώντας εμπορικό λογισμικό (LS-Dyna) με στόχο:

• Προσομοίωση της κατεργασίας σε τρισδιάστατο περιβάλλον.
• Πρόβλεψη της κατανομής των μηχανικών τάσεων και της παραμόρφωσης των σωλήνων και των πτερυγίων.
• Πρόβλεψη του απαιτούμενου φορτίου για την κίνηση της μπίλιας της εκτόνωσης.
• Κατανόηση των βασικών παραμέτρων που επιδρούν στην μηχανική εκτόνωση.
• Ανάλυση της αιτίας πιθανών ελαττωμάτων και αστοχιών.

Η προσομοίωση της μηχανικής εκτόνωσης σε συνδυασμό με τις υπηρεσίες του εργαστηρίου μεταφοράς θερμότητας προσφέρουν ένα μεγάλο πλεονέκτημα στους πελάτες της ΧΑΛΚΟΡ, προς την κατεύθυνση της βελτιστοποίησης του τελικού προϊόντος αλλά και της διαδικασίας κατασκευής του.