ООО «Теплообмен»
Основано в 1993 году
Новые технологии в производстве теплообменных аппаратов
Наша продукция
Теплообменные аппараты ТТАИ
Трубчатые теплообменники типа ТТАИ успешно используются для решения задач теплопередачи в жилищно-коммунальном хозяйстве и практически во всех отраслях промышленности.
подробнее
Рекуператоры ТеФо
Рекуператоры ТеФо позволяют обеспечить энергосберегающую вентиляцию с минимальными затратами.
подробнее
Емкостные водонагреватели
Комфортное водоснабжение для больниц, детских садов, домов отдыха и других объектов, график водопотребления которых имеет пикообразный характер
подробнее
Теплопункты
Использование теплообменных аппаратов ТТАИ в составе современных ИТП (индивидуальный тепловой пункт) позволяет существенно уменьшить габариты, вес и стоимость индивидуального теплового пункта
подробнее
Гидравлические разделители
Все наши гидравлические разделители (гидравлические стрелки) изготовлены из высоколегированной нержавеющей стали AISI 316L и выдерживают рабочее давление до 25 бар.
Гарантия на все гидравлические разделители – 7 лет.
подробнее
Прочая продукция
Водяные охладители воздуха. Сточно-гликолевые теплообменные аппараты. Трубное производство. Плазменная резка и рубка металла на гильотине.
подробнее
Объявления
Участие в выставках
01 ноября 2022
ООО “Теплообмен” приняло участие в выставках «HEAT&POWER» и «INTERNATIONAL MACHINERY FAIR», которые прошли в Москве в конце октября 2022г.
подробнее
Участие в выставке
18 сентября 2022
ООО “Теплообмен” приняло участие в выставке «Энергосбережение и энергоэффективность. Инновационные технологии и оборудование», проходившей в Санкт-Петербурге в конце сентября 2022г.
подробнее
Инновационные разработки
15 июля 2022
В июне 2022г наша компания была объявлена в числе победителей конкурса, проводимого Корпорацией “МСП”
подробнее
Опубликованы две новые статьи
23 января 2022
Научные исследования – это основа успешной деятельности нашего предприятия.
Недавно были опубликованы две наши новые статьи. Одна из них посвящена исследованиям в области гидродинамики, а другая – продукции нашего предприятия.
подробнее
Наши преимущества
– Многолетний опыт успешной работы, подтвержденный положительными отзывами наших заказчиков
– Наша компания постоянно ведет научные разработки и совершенствует выпускаемую продукцию
– Основу нашей компании составляют высококвалифицированные инженеры
– Наши теплообменные аппараты значительно превосходят все известные аналоги
– Гибкая система скидок, развитая дилерская сеть
ООО “Теплообмен” неоднократно становилось победителем специализированных международных выставок и конкурсов
Мы постоянно совершенствуем свою продукцию – нами получено более 50 патентов на изобретения
Наши заказчики
ПАО “Газпром”
ГК “Росатом”
ПАО “Лукойл”
ПАО АК “Алроса”
ПАО “Татнефть”
Министерство обороны РФ
ОАО “Гомсельмаш”
ПАО “Массандра”
ОАО “АвтоВАЗ”
ПАО “КамАЗ”
ОАО “Мозырьсоль”
ОАО “МАЗ”
Отель “Ореанда”
Винзавод “Коктебель”
ПАО “Сбербанк”
ОАО “Гродно Азот”
ОАО “Гомельдрев”
АО “Татэнерго”
“КДВ групп”
ПАО “Интер РАО”
АО “Сахаэнерго”
Заказать рекуператоры ТеФо
Заказать товар
отмена
Заказать нестандартный разделитель
Отправить техническое задание:
отмена
Общая информация о ТТАИ
Общая информация о ТТАИ
Общая информация
ООО «АТЕКС-ИНЖИНИРИНГ» — официальный представитель ООО «Теплообмен» (г.
Севастополь, РФ). ООО «Теплообмен» с 1986 года производит тонкостенные теплообменные аппараты интенсифицированные (ТТАИ).
Тонкостенные теплообменники типа ТТАИ успешно используются для решения задач теплопередачи в жилищно-коммунальном хозяйстве и практически во всех отраслях промышленности. Разработанные и выпускаемые аппараты позволяют обеспечивать эффективную работу котельных, теплопунктов, тепловых насосов и самых разнообразных систем в промышленности и теплоэнергетике.
Общая информация
ООО «АТЕКС-ИНЖИНИРИНГ» — официальный представитель ООО «Теплообмен» (г.Севастополь, РФ). ООО «Теплообмен» с 1986 года производит тонкостенныe теплообменные аппараты интенсифицированные (ТТАИ).
Тонкостенныe теплообменники типа ТТАИ успешно используются для решения задач теплопередачи в жилищно-коммунальном хозяйстве и практически во всех отраслях промышленности. Разработанные и выпускаемые аппараты позволяют обеспечивать эффективную работу котельных, теплопунктов, тепловых насосов и самых разнообразных систем в промышленности и теплоэнергетике.
Устройство ТТАИ
ТТАИ представляет собой разборный тонкостенный теплообменный аппарат, трубки которого изготовлены из нержавеющей стали, толщиной 0,2−0,3 мм и имеют рифленую поверхность, за счет чего достигается интенсификация теплообмена и возникает эффект самоочистки.
Корпус аппарата, также изготавливается из нержавеющей стали. Уплотнение выполняется с помощью резинового кольца, устанавливаемого перед трубным пучком и сжимаемым ответным фланцем.
Аппараты с диаметром до 50 мм, комплектуются ответными фланцами, к которым приварены патрубки из углеродистой стали с резьбовым соединением, аппараты бОльшего диаметра комплектуются ответными фланцами с приваренными патрубками из углеродистой стали под приварку.
Устройство ТТАИ
ТТАИ представляет собой разборный тонкостенный теплообменный аппарат, трубки которого изготовлены из нержавеющей стали, толщиной 0,2−0,3 мм и имеют рифленую поверхность, за счет чего достигается интенсификация теплообмена и возникает эффект самоочистки.
Корпус аппарата, также изготавливается из нержавеющей стали. Уплотнение выполняется с помощью резинового кольца, устанавливаемого перед трубным пучком и сжимаемым ответным фланцем.
Аппараты с диаметром до 50 мм, комплектуются ответными фланцами, к которым приварены патрубки из углеродистой стали с резьбовым соединением, аппараты бОльшего диаметра комплектуются ответными фланцами с приваренными патрубками из углеродистой стали под приварку.
Отличия ТТАИ
Если сравнивать с трубчатыми аппаратами по ОСТ 34-588-68, то ТТАИ имеет значительные отличия:
Отличия ТТАИ
Если сравнивать с трубчатыми аппаратами по ОСТ 34-588-68, то ТТАИ имеет значительные отличия (перемещайте пальцем таблицу ниже):
*на 1м длины теплообменного аппарата Ф80мм
ОВА 24
Масса заполненного около 1,5 тн, диаметр корпуса 530 мм, длина — 2800 мм
ТТАИ — Аналог ОВА 24
С обвязкой для установки вместо ОВА 24, масса заполненного 34 кг, диаметр корпуса 130 мм, длина — 1800 мм
Характеристики и применение
Аппараты работоспособны при температуре до 300 °C и давлениях до 1,6 МПа.
Установленный срок службы — 25 лет. Срок гарантии — 2 года. Сегодня успешно работают аппараты, имеющие срок службы уже более 25 лет.
Наше оборудование может быть подобрано на любые тепловые мощности. Типоразмерный ряд теплообменных аппаратов типа ТТАИ превышает 15 000 единиц. Подбор выполняется заводом-изготовителем индивидуально, по данным Заказчика.
Аппараты типа ТТАИ имеют широкий диапазон использования, однако наиболее полно все достоинства ТТАИ проявляются при работе на невязких капельных жидкостях в диапазоне от 0,05 до 250м³/ч (для увеличения расхода несколько аппаратов подключаются параллельно, так нами выполнялись поставки на расходы жидкости до 3000 м3/ч).
Наиболее широкое применение находят теплообменники вода-вода и пар-вода.
Характеристики и применение
Аппараты работоспособны при температуре до 300 °C и давлениях до 1,6 МПа. Установленный срок службы — 25 лет. Срок гарантии — 2 года. Сегодня успешно работают аппараты, имеющие срок службы уже более 25 лет.
Наше оборудование может быть подобрано на любые тепловые мощности. Типоразмерный ряд теплообменных аппаратов типа ТТАИ превышает 15 000 единиц. Подбор выполняется заводом-изготовителем индивидуально, по данным Заказчика.
Аппараты типа ТТАИ имеют широкий диапазон использования, однако наиболее полно все достоинства ТТАИ проявляются при работе на невязких капельных жидкостях в диапазоне от 0,05 до 250м³/ч (для увеличения расхода несколько аппаратов подключаются параллельно, так нами выполнялись поставки на расходы жидкости до 3000 м3/ч).
Наиболее широкое применение находят теплообменники вода-вода и пар-вода.
Основные преимущества использования аппаратов ТТАИ
Реализация совокупности этих технических решений позволила нам более, чем в десять раз уменьшить массу и габаритный объем аппаратов ТТАИ по сравнению с традиционными кожухотрубчатыми теплообменными аппаратами и разборными пластинчатыми.
Дешевле, меньше и легче пластинчатых теплообменников c аналогичными характеристиками.
Имеют очень незначительный вес, что исключает применение подъемных механизмов при монтаже, значительно упрощает процедуру монтажа и не требуется устройство фундаментов и опор.
Аппараты ТТАИ обладают малой тепловой инерционностью.
Легко разбираются и монтируются.
Эффект «самоочистки» препятствует отложению накипи, и, как показывает практика, аппараты ТТАИ не требуют обслуживания и промывки в течении 4−6 лет эксплуатации.
Отличаются высокой надежностью и эффективностью. Срок службы — 25 лет, гарантийный срок — 24 мес.
В качестве уплотнения применяются резиновые кольца, которые, в случае необходимости, можно вырезать из листовой резины (в Инструкции по применению приведены размеры уплотнительных колец для каждого Ду). Комплект уплотнений для ПТА может достигать 50% от стоимости аппарата в сборе.
Для разборки и промывки аппарата не требуется применения специализированного оборудования и высококвалифицированного персонала, а все операции по обслуживанию аппаратов подробно описаны в «Техническом описании и инструкции по эксплуатации», прилагаемой к каждой партии аппаратов.
Конструкция аппарата позволяет разместить теплообменник, и всё оборудование ИТП на стене! Это резко снижает необходимую площадь, стоимость и требования к помещению ТП.
Не требуют дополнительной площади рядом с аппаратом для его разборки и промывки. В случае необходимости, проще целиком снять аппарат и разобрать его в удобном для этого месте.
Аппараты ТТАИ не чувствительны к разнице давлений греющей и нагреваемой сред.
Предусмотрено два варианта исполнения: — нержавеющая сталь и титан.
Области применения — системы отопления, ГВС, системы охлаждения, воздушные системы, технологические системы, паровые водоподогреватели, в качестве пароконденсационных установок и т. д.
Аппараты могут располагаться как горизонтально, так и вертикально, кроме того, — аппараты могут располагаться друг над другом.
Пример из практики
Теплообменник ГВС. Мощность — 0,89 Гкал/ч, нагреваемая среда — 18,0м3/ч, температура нагреваемой среды — 5 — 55 ºС, температура греющей среды — 70ºС.
Установлен вместо 13 кожухотрубных аппаратов по ОСТ. Эксплуатируется в условиях крайне жесткой воды. С 2013 по 2019 г ни разу не проводилась чистка или промывка аппарата.
ТТАИ (1) установлен взамен пластинчатого аппарата (2) Западноевропейского производителя.
Более подробную информацию, рекомендации по подбору и пр. Вы можете получить в разделе «Техническая документация и информация».
Пример из практики
Теплообменник ГВС. Мощность — 0,89 Гкал/ч, нагреваемая среда — 18,0м3/ч, температура нагреваемой среды — 5 — 55 ºС, температура греющей среды — 70ºС. Установлен вместо 13 кожухотрубных аппаратов по ОСТ. Эксплуатируется в условиях крайне жесткой воды. С 2013 по 2019 г ни разу не проводилась чистка или промывка аппарата.
ТТАИ (1) установлен взамен пластинчатого аппарата (2) Западноевропейского производителя.
Более подробную информацию, рекомендации по подбору и пр. Вы можете получить в разделе «Техническая документация и информация».
Подбор теплообменного аппарата
При необходимости подобрать теплообменный аппарат заполните, пожалуйста, анкету.
| Заполнить анкету |
TAI Inc.
Инженерные услуги Проектирование систем охлаждения на заказ и консультационные услуги
TAI Inc. специализируется на исследованиях и разработках в области аэрокосмической теплотехники и машиностроения. Мы активно участвуем в программе SBIR/STTR федерального правительства США и являемся ответвлением нашей дочерней компании Technology Applications, Inc., расположенной в Боулдере, Колорадо.
Специалисты TAI Inc. разработали специальные системы охлаждения и терморегулирования. включает:
- Охлаждаемая повязка на голову, которая успешно используется для демонстрации улучшенных результатов у элитных спортсменов
- Домашняя система сжижения кислорода, способная производить несколько литров LOX в день, для поддержки использования переносных жидкостных устройств для пациентов с ХОБЛ
- Криостат с жидким азотом, используемый для охлаждения критического оптического элемента в действующей лазерной системе, что значительно улучшает возможности отслеживания целей на борту военной платформы
- Термоакустические барьеры для снижения температуры и шума в усовершенствованной военной машине двойного назначения
- Теплообменники из материала с фазовым переходом (PCM) для обеспечения выравнивания нагрузки в большой антенной системе, используемой для активного блокирования на военных объектах
- Дистанционная и распределенная криогенная система охлаждения для снижения вибрации от механических криоохладителей, отделенных от подвесной оптической системы для активного инфракрасного зондирования
- Термический контроль в милликельвинах в системе РЧ-настройки с использованием элементов Пельтье для работы при низких температурах
ПРЕДЫДУЩИЕ ПРОГРАММЫ И РАЗРАБОТКИ
CryoSpheres™ Insulation Panels (CIP)
CryoSpheres™ Insulation Panel (CIP) Технология обеспечивает недорогую, высокоэффективную изоляционную систему для транспортировки и хранения криогенов и криогенных топлив.
Области применения включают космическое стартовое и вспомогательное оборудование, промышленное производство сжиженного газа, научно-исследовательские установки и широкий спектр высокоэффективных систем теплоизоляции и защиты.
Эта технология была разработана и запатентована TAI в 2005 году на основе исследований предыдущих SBIR Ph I и Ph II. Более подробную информацию о CryoSpheres™ можно найти здесь:
https://www.techapps.com/hs-fs/hub/165629/file-18312577-pdf/documents/cec_c2-c-03_advances_in_microsphere_insulation_systems.pdf
Разработка технологии гибкого полиэтиленового криостата
В рамках этой предыдущей программы разработки, Компания Technology Applications, Inc. (TAI) разработала новый материал, который потенциально может снизить первоначальные закупки и текущие затраты на техническое обслуживание, а также улучшить надежность криостата.
TAI использовала уже разработанный силовой кабель HTS в системе криостата, разработанной для промышленного применения с использованием известных криогенных стандартов, но с новыми материалами из полиэтилена высокой или средней плотности (H(M)DPE). Мы использовали полиэтилен (PE) для внешнего гибкого вакуумного кожуха криостата, а не гофрированную нержавеющую сталь для получения преимуществ системы, подробно описанных ниже. Внутренняя труба будет изготовлена из гофрированной нержавеющей стали, которая в настоящее время используется в криостатах HTS. Полученная в результате гибридная конструкция обеспечивает подход с уменьшенным риском для включения недорогого полиэтилена в кабельную криостатную систему HTS; конструкция показана на рис. 2. Этот гибридный подход к криостату является жизнеспособным, поскольку ключевые проблемы, связанные с целостностью вакуума, ухудшением эксплуатационных характеристик из-за ударов молнии и коррозии, а также стоимостью жизненного цикла, решаются только при использовании полиэтилена во внешней трубе (вакуумной оболочке) .
Рис. 2. Криостат из гибридного материала для высокотемпературных кабелей.
На рис. 3 показана конструкция готового соединения секций криостата, устанавливаемого в полевых условиях. Это соединение имеет независимое вакуумное пространство с многослойной изоляцией, как это обычно используется в монтажных соединениях для труб с вакуумной оболочкой.
Рис. 3. Концепция соединения гибридного высокотемпературного криостата .
В усовершенствованном гибридном криостате используются полиэтиленовые материалы, которые широко используются в коммерческих целях для изготовления подземных резервуаров и трубопроводов. Учитывая важность замены металла полиэтиленом в промышленных трубопроводах, как указано в спецификации PE100, подразумевающей 100-летний срок службы, в настоящее время доступны специальные полиэтилены, которые были усилены, чтобы выдерживать нормальное воздействие окружающей среды в течение 100 и более лет.
Использование пластмасс для сдерживания криогенных условий находится на ранней стадии, несмотря на то, что пластиковые материалы использовались в криогенной технике с 1950-х годов. Ограничивающими факторами для более широкого использования была разработка соответствующих пластиков с присущими металлам структурными возможностями, технологичностью и стоимостью. Эти свойства были значительно улучшены в последнее время и заставили нас по-новому взглянуть на возможность замены металлов пластиками в криогенных приложениях.
Разработка интерфейса термоэлектрического охладителя
- Теплоизолирующие опоры из стекловолокна (цилиндрический вакуумный корпус не показан).
- Собранная система сопряжения и встроенная упаковка резонатора радара.
- Использует два термоэлектрических охладителя (TEC) для охлаждения до 250° K.
- Продемонстрированная температурная стабильность менее 0,001° K.
Первоначально разработан для спутников инфракрасного зондирования
- Все основные компоненты, расположенные в автобусе космического корабля
- Компрессор только активный компонент
- Гибкие трубопроводы направляют охлаждающую жидкость через оптику на карданном подвесе
- Не требует активного управления с переменной нагрузкой
- Охлаждение при почти постоянной температуре
- Подходит для выравнивания тепловой нагрузки
- Модульная конструкция для простой системной интеграции
- Возможные области применения для охлаждения:
- SBIRS- Низкая подвесная оптика
- Датчик курса ABL
- ВТСП-резонатор/генератор сигналов
- Системы, чувствительные к вибрации
Теплообменник из плетеного графитового волокна
Этот контракт SBIR Ph I и Ph II касался новой и инновационной конфигурации графитового теплообменника с высокой проводимостью.
Выбранный теплообменник TAI (HEX) для термоэлектрического генератора (TEG) основан на тканом графитовом теплообменнике с высокой проводимостью (GHexTM) (9).00 Вт/м-К с массовой плотностью 2,2 г/см3. Предполагается, что выбранный HEX будет иметь удельную мощность не менее 89 Вт на килограмм. Очень прочный легкий (217 грамм) HEX планируется складывать и перевозить в конверте размером 8×11 дюймов или рюкзаке. Этот прогресс в области тканых графитовых волокон с высокой проводимостью позволит создать революционно новые легкие воздушные теплообменники.
Компания TAI была удостоена наград SBIR PH I и PH II армии США за эту работу, завершившуюся в 2020 году, а GHEX от TAI доступен для использования в качестве гибкого продукта теплопередачи для аэрокосмической промышленности.
Наша миссия
Изменить мир с помощью передовых продуктов и технологий теплотехники, разработанных малыми предприятиями прямо здесь, в Соединенных Штатах.
Местонахождение
TAI Inc. находится по адресу: 5303 Spine Rd. STE 101B, Boulder, CO 80301
Телефон: 303-514-1056
Электронная почта: [email protected] и [email protected]
Наша команда
Brian Sperry-генеральный директор
Брайан Сперри — владелец, генеральный директор и технический директор TAI Inc. Он занимается тепловым проектированием и управлением с 2009 года, когда он приобрел дочернюю компанию TAI, Technology Applications.
Этот опыт включает в себя анализ, проектирование и производство тепловых каналов для коммерческой системы перевозки экипажа (CCTS) компании Boeing, системы связи Ball Aerospace для космического корабля Orion и спутников Honeywell GPS IV, среди прочих контрактов. Г-н Сперри в настоящее время является главным исследователем по проектированию и созданию зарядного устройства для батареи термоэлектрического генератора на основе тепловой конвекции для армии, использующего походную печь в качестве источника тепла. Он собрал команду, которая коммерциализировала технологию графитового волокна для теплопроводных соединений. Он и его команда также успешно развили возможности маркетинга и производства медных термолент. Ранее г-н Сперри был основателем Synkera Technologies. Эта компания была продана компании Integrated Technology Devices, LLC. Synkera разработала и произвела современные химические датчики на основе нанотехнологий и высокоэффективной керамики. Он был руководителем проекта в Ball Aerospace Systems, работая над радиационно-стойкими видеокамерами и мониторами, системами управления ракетами и системами визуализации для космических кораблей.
У него степень бакалавра. Инженер-электрик Университета Колорадо (1967 г.), степень магистра делового администрирования в области финансов также Университета Колорадо (1973 г.) и является сертифицированным профессиональным менеджером по контрактам (1987 г.).
Термоленты – TAI
Медные термоленты | Графитовые термальные ленты | Измерение проводимости термоленты Термоленты (обычно называемые «гибкими термосвязями», «теплопроводами» и «тепловыми оплетками») представляют собой инструменты пассивной теплопередачи, состоящие из концевых фитингов («клеммы» или «термооплетки»). наконечники»), а также гибкий проводящий материал, такой как медный кабель или фольга, алюминиевая фольга и графитовые или графеновые листы или жгуты волокон.
Они представляют собой уникальное решение для управления температурным режимом, сочетающее в себе гибкость, гашение вибрации, демпфирование и изоляцию. Эта комбинация отличает термоленты от тепловых трубок, гибких испарительных камер и всех других пассивных или активных систем охлаждения и виброизоляции.
Тепловая лента передает тепло между двумя или более местами (источником тепла и поглотителем) и защищает чувствительное и ценное оборудование, такое как криокулеры, устройства слежения за звездами и криостаты, при движении от ударов, вибрации, механической работы и теплового расширения или происходят сокращения. Эти движения могут быть связаны с такими событиями, как запуск ракеты, охлаждение криостата и криогенного охладителя, а также ежедневные профили ударов и вибрации, связанные с космическими полетами и эксплуатацией наземных транспортных средств и оборудования.
Кроме того, термоленту можно сочетать с другими системами виброизоляции и устройствами теплопередачи, такими как тепловые трубы, для обеспечения дополнительного ослабления, теплопередачи и механической развязки в космических полетах и криогенных инженерных приложениях, требующих дополнительной виброизоляции и отвода отработанного тепла.
Несмотря на то, что термолента иногда рассматривается как простое оборудование, такое как гайки или болты, она может быть одним из наиболее важных компонентов любой системы или продукта, поскольку она обеспечивает отвод отработанного тепла и ослабление вибрации, необходимые для правильной работы. Для получения дополнительной информации о тепловых ссылках загрузите наш раздаточный материал: Терморемешки — производительность, цены и варианты продукции, а также обязательно запросите копии наших каталогов терморемешков. TAI предлагает сотни стандартных моделей гибких тепловых звеньев / ремешков в дополнение к индивидуальному проектированию, производству и испытанию ремешков, а также может предоставить вам цены, а также прогнозы массы и теплопроводности для любого гибкого звена, которое может вам понадобиться.
Доступные по цене высококачественные гибкие термические звенья/ремни
Почему мы предлагаем несколько вариантов гибких термических звеньев/ремней? Потому что ни один отдельный продукт не является идеальным для всех условий окружающей среды и эксплуатации.
Каждый продукт термоленты предлагает уникальное сочетание тепловых характеристик, гибкости, долговечности, гашения/демпфирования вибрации и массы, что должны учитывать покупатели. Самое главное: хотя некоторые материалы могут быть идеальными для вашего приложения, ваш бюджет может определять, какой ремешок вы в конечном итоге выберете.
Чтобы узнать больше о предлагаемых нами продуктах, загрузите наши каталоги сегодня, позвоните или напишите нам по электронной почте или заполните анкету по терморемешкам, чтобы начать поиск. Помните: все работы по проектированию переднего конца (до заказа на покупку) всегда бесплатны, а наши инженеры и специалисты по ремешкам готовы помочь вам на каждом этапе этого пути!
Загрузите наши каталоги сегодня!
Какая термолента лучше всего подходит для вашего применения?
Имея на выбор несколько продуктов, важно понимать, какой материал и конфигурация могут быть наиболее подходящими для вашей программы, в свете требований к производительности и условий окружающей среды/эксплуатации.
Несмотря на то, что область применения и рабочая температура важны, существует несколько дополнительных факторов, которые необходимо учитывать при выборе идеального материала термоленты и конфигурация. Ваша программа, вероятно, также должна будет определить и взвесить следующее при определении оптимального ремня в каждой ситуации:
| • ОГРАНИЧЕНИЯ ПО МАССЕ | • ПЕРЕДАЧА ВИБРАЦИИ |
| •ОГРАНИЧЕНИЯ ПО ОБЪЕМУ | •ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ СРЕДА |
| •ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ | • ФИНАНСОВЫЕ ЗАТРАТЫ/БЮДЖЕТ |
| • НЕСООТВЕТСТВИЕ КТР/МАТЕРИАЛ | • ТРЕБОВАНИЯ К ЖЕСТКОСТИ |
| • ДИАПАЗОН ДВИЖЕНИЯ | •КОСМИЧЕСКОЕ НАСЛЕДИЕ |
| •МЕХАНИЧЕСКАЯ ГИБКОСТЬ | • ТРЕБОВАНИЯ К ЧИСТОТЕ |
| •Требования к несущей способности | •СЛУЖЕБНЫЙ ЦИКЛ ИЗГИБ/ИЗГИБ |
Специалисты TAI готовы помочь определить, спроектировать и изготовить идеальное тепловое решение для вашей программы с учетом всех этих факторов.
Материал Теплопроводность
Типы тепловых ремешков – преимущества и ограничения
Металлическая фольга и кабельные тепловые ремни
Термические струны, изготовленные из Медленно десятилетия. Они отличаются долговечностью и идеально подходят для использования практически при любой рабочей температуре; от диапазона мК (при использовании для охлаждения систем охлаждения с разбавлением) до более 800К (для охлаждения компонентов рядом с ракетными двигателями). Прочные, эффективные и доступные (в большинстве конфигураций) металлические термические ленты часто являются лучшим и наиболее экономичным выбором для наземных приложений.
Медная оплетка или кабельные хомуты часто припаиваются, спаиваются или свариваются. Однако эти процессы сборки не являются идеальными для большинства заказчиков из аэрокосмической, полупроводниковой или криогенной техники, поскольку они могут привести к экспоненциально более высоким потерям теплового сопротивления и значительному увеличению жесткости, что может передавать вибрации и повреждать оборудование (поскольку тепло от этих процессов поглощается).
вверх по кабелям). Чтобы избежать этих отрицательных недостатков, TAI производит наши ремни с помощью процесса обжатия («холодного прессования»). Это связано с тем, что метод холодной штамповки без нагревания является наиболее эффективным методом и сохраняет гибкость проводящих материалов, используемых в термоленте.
С точки зрения гибкости, долговечности и производительности теплоизоляционная лента с медным кабелем является предпочтительной и наиболее часто используемой во всех отраслях промышленности и во всех областях применения. Кроме того, эксклюзивные кабели TAI OFHC UltraFlex™ I и II (используемые во всех стандартных и нестандартных кабелях CuTS®) предлагают клиентам оптимальное сочетание гибкости и тепловых характеристик. Они являются наиболее прочными из всех доступных продуктов с тепловыми лентами и являются идеальным выбором для криогенных применений. CuTS® обеспечивает гибкость по всем осям и может выдерживать экспоненциально большие нагрузки и изгибы в течение жизненного цикла, чем любой другой тип ремня или материала.
Ограничения:
- Масса
: медь имеет более высокую плотность, чем другие проводящие материалы ленты, и в приложениях, чрезвычайно чувствительных к массе, лучшим вариантом может быть графитовая лента (однако TAI также может заменить AL 6061 для концевых фитингов в любой сборке CuTS, тем самым уменьшая общей массы ремня в среднем на ~40-60%). Важно отметить, что, хотя алюминий менее плотный, чем медь, ленты из алюминиевой фольги не всегда являются идеальной альтернативой (когда важна масса). Алюминий имеет небольшую проводимость по сравнению с медью, и уложенные друг на друга ленты из алюминиевой и медной фольги должны иметь более длинную C- и U-образную конфигурацию установки (с изгибом не менее 180 градусов), чтобы обеспечить любую гибкость по всем трем осям. и в полных S-образных формах для достижения широкого диапазона движения (т.е. обычно более 1 мм) по поперечной/латеральной оси. В результате такой большей длины они должны быть изготовлены из большего количества листов, чтобы соответствовать тепловым характеристикам термоленты с медным кабелем, что увеличивает массу.
Медные канатные хомуты, даже изготовленные TAI, могут быть жесткими, если в конструкцию включено несколько рядов И длина кабеля составляет менее 1,0 дюйма (25,4 мм). При такой меньшей длине кабели по-прежнему обладают превосходной гибкостью по сравнению с металлической фольгой, уложенной друг на друга, но заметна повышенная жесткость сборки.
Площадь поперечного сечения: кабель (или оплетка) по самой своей природе не так плотно упакован, как стопка металлических листов. В результате хомуты с кабелем могут не соответствовать вашим требованиям к теплопроводности в определенных приложениях с ограниченным объемом.
Применения с ограниченным объемом (требующие высоких тепловых характеристик) могут выиграть от конфигурации с металлической фольгой, расположенной друг над другом. Однако следует учитывать ряд компромиссов:
Ограничения:
Жесткость: все термоленты из металлической фольги жестче (и по каждой оси), чем эквивалентные конфигурации с медным кабелем.
В результате ремни из фольги имеют форму «S» и «U», чтобы обеспечить гибкость по осям сжатия и поперечной оси. Однако это увеличивает длину ремешка, что изначально сводит на нет преимущества использования фольги. Фактически, большинство инженеров могут заменить гораздо более короткий медный канат, графитовое волокно или листовую ленту при рассмотрении конфигурации фольги. Это приводит к уменьшенной или эквивалентной массе при эквивалентной или улучшенной производительности. Кроме того, замена ленты из фольги конфигурацией с медным кабелем значительно снижает цену.Многие традиционные методы сборки (пайка/пайка/сварка) значительно повышают жесткость.
Ленты из фольги обычно стоят в 2–5 раз дороже, чем термопластинки с медным кабелем. Не только материалы дороже, но и процесс сборки сложнее и включает в себя дополнительные этапы (таким образом, более высокая цена).
В результате ремни из фольги имеют форму «S» и «U», чтобы обеспечить гибкость по осям сжатия и поперечной оси. Однако это увеличивает длину ремешка, что изначально сводит на нет преимущества использования фольги. Фактически, большинство инженеров могут заменить гораздо более короткий медный канат, графитовое волокно или листовую ленту при рассмотрении конфигурации фольги. Это приводит к уменьшенной или эквивалентной массе при эквивалентной или улучшенной производительности. Кроме того, замена ленты из фольги конфигурацией с медным кабелем значительно снижает цену. Во многих случаях ленты из фольги не являются идеальным решением.
Тем не менее, есть определенные приложения и условия, в которых они могут иметь преимущества по сравнению с графитовой или медной веревочной лентой.
Графитовые и графеновые термоленты
В отрасли существует несколько вариантов термолент на основе углерода. Хотя гибкие графитовые тепловые звенья изначально использовались только для космических полетов, работающих при температуре от 230 до 400 К, графитовые материалы с высокой проводимостью (такие как пиролитическая графитовая пленка, фольга с графеновым слоем и графитовое волокно) предлагают уникальный набор преимуществ в широком диапазоне рабочих и эксплуатационных характеристик. условиях окружающей среды и в настоящее время внедряются в наземные и космические криогенные приложения. Каждый продукт предлагает сочетание механических, тепловых характеристик и финансовых затрат (и графитовое волокно, лист и графеновую фольгу не следует путать с жестким материалом из отожженного пиролитического графита, производимым Thermacore и другими поставщиками, который часто используется для конструкционных компонентов и не является достаточно гибким и прочным, чтобы его можно было использовать в качестве настоящих тепловых лент).
Термоленты из графитового волокна изготавливаются из GraFlex™, пучка волокон с теплопроводностью 810 Вт/(м·К). Ремни на основе волокна более прочные и легкие, чем ремни из углеродной пленки/фольги, и они обеспечивают боковую гибкость и деформацию без необходимости установки S- или C/U-образных конфигураций с дугой 180+ градусов. Наиболее заметными свойствами лент из графитового волокна являются их высокая проводимость при малом соотношении массы и их непревзойденная способность ослаблять и поглощать вибрации. Средняя сборка GFTS® легче, чем эквивалентная лента из углеродного листа, и составляет всего 1/5–1/10 массы сопоставимой ленты из медного каната.
Ограничения :
- Изделия
GFTS®, хотя и более прочные, чем графитовые и графеновые листовые/фольговые ремни, являются тонкими и более хрупкими, чем металлические ремни.
Ремешки на основе волокна обеспечивают лишь часть производительности своих аналогов на основе фольги/пленки.
- Узлы
GFTS®, такие как ленты из металлической фольги, должны быть спроектированы и собраны в соответствии с их установленной конфигурацией/формой и не обеспечивают широкий диапазон движения по всем осям (как лента с медным кабелем).
Несмотря на то, что они предлагают 3 оси гибкости/прогиба, сборки GFTS® лучше всего подходят для приложений, требующих прогиба менее 25 мм по каждой оси, и обладают большей жесткостью по вертикальной оси и оси сжатия, чем лента на основе PGF.
Пиролитическая графитовая пленка (PGF) и многослойная графеновая фольга/лист Гибкие термоперемычки обеспечивают самые высокие тепловые характеристики среди всех ленточных продуктов (выше ~80K) в диапазоне от 1600 Вт/(м-K) до 1840 Вт/(м-K) ) при рабочей температуре 300K, а их компактные профили делают их идеальными для приложений с ограниченным объемом. Хотя ремешки из PGF и графена в определенных конфигурациях могут быть более хрупкими, чем ремешки из металла и волокна, они предлагают уникальное сочетание гибкости, малой массы и тепловых характеристик.
Графитовая пленка TAI PyroFlex™ обладает самыми высокими тепловыми характеристиками среди всех лент на углеродной основе при криогенных рабочих температурах (с пиком производительности при 150K). Они являются эффективной заменой полосам из алюминиевой фольги при рабочих температурах до 65K (и обеспечивают эквивалентные характеристики — при меньшей массе — медным термолентам из OFHC при температуре от 70 до 80K). Наши графеновые тепловые звенья обеспечивают самые высокие тепловые характеристики при рабочих температурах от 200 K до 350 K, хотя графен не такой гибкий, как лист пиролитического графита.
Ограничения :
Все уложенные друг на друга фольги/листы/пленки из пиролитического графита и графена являются хрупкими. Их можно повредить при изгибе по поперечной оси (если они не предназначены для этого типа отклонения) или при неправильном обращении или использовании. Углеродные листовые термоленты должны быть установлены S-образно или дугообразно изогнутыми на 180° (или около 180°) (C- или U-образно), чтобы обеспечить боковое отклонение (копланарное листовому материалу).
Ленты на углеродной основе не идеальны при рабочих температурах ниже ~60K, за исключением случаев, когда целью является использование их в качестве гибкого термовыключателя (в дополнение к медным термолентам можно использовать графитовые термоклейки, чтобы сократить время охлаждения криокулеров и криостаты, а затем эффективно прекращают передачу тепла между 10-40К, в зависимости от материала).
Ремешки из графита/графенового листа/фольги стоят дорого. Ремни из графитового волокна теперь продаются по той же цене, что и конкурирующие ремешки из металлической фольги, тогда как продукты на основе углеродного листа имеют несколько более высокие затраты на материалы и сборку.
Измерение теплопроводности ленты
Испытание и расчет теплопроводности
Помимо наследия и истории квалификации, решающим фактором при выборе поставщика термоленты и продукта является понимание того, как измеряется теплопроводность ленты, и, следовательно, , если производственный процесс приводит к постоянному качеству и производительности.
TAI находится в авангарде аттестации термопластов и испытаний на теплопроводность уже почти 25 лет, и наши процессы испытаний на проводимость и проецирования очень точны. Следующий отрывок взят из наших стандартных процедур рабочих инструкций и дает ценную информацию о процессах испытаний и расчетов.
Основные методы измерения и определения
Основной предпосылкой измерения теплопроводности термоленты является приложение измеримой мощности нагревателя (Q htr ) к одному концу термоленты при закреплении другого конец радиатору. Затем температуры блоков источника тепла и радиатора измеряются непосредственно под интерфейсами концевых фитингов хомута.
Учитывая, что внешние пути утечки тепла к испытуемой полосе сведены к минимуму и предсказуемы, теплопроводность полоски можно рассчитать как:
Лента C = Лента Q /ΔT лента
Компания TAI использует материал термоинтерфейса (TIM) (HITHERM™ HT-1205), чтобы минимизировать тепловое сопротивление на границе раздела между концами ленты арматура и блоки источника и стока.
Это делается потому, что мы не всегда можем контролировать или воспроизвести точный метод крепления и интерфейс, используемые в конкретном приложении, и потому что нас в основном интересует теплопроводность самого ремешка.
Как показано на рис. 1 (вверху справа) и рис. 2 (слева), датчики температуры встроены в блоки источника тепла и радиатора. Это помещает измерения температуры непосредственно в путь теплового потока. Влияние блоков, расположения датчиков температуры и интерфейсов с болтовым креплением можно определить и исключить из сообщаемой теплопроводности ремешка после сокращения данных.
Этот метод измерения важен, поскольку датчики температуры, прикрепленные к внешней стороне концевых фитингов, не обеспечивают точных измерений. Установленные снаружи датчики температуры приводят к измерениям вне пути теплового потока.
Чтобы свести к минимуму пути утечки тепла (Q утечка ), которые могут поставить под угрозу результаты испытаний, TAI использует следующие методы проектирования и настройки: общее давление.
Вакуумная среда сводит к минимуму передачу тепла за счет конвекции и учитывается в наших тепловых моделях.
Радиационный экран обычно не используется в типичных тестовых конфигурациях. Без экрана утечка тепла из-за излучения является простым расчетом. С экраном излучение будет уменьшено, но теплопередачу будет труднее предсказать. TAI на собственном опыте убедилась, что результаты испытаний с радиационным экраном сильно варьируются и непредсказуемы. Поэтому мы не используем радиационную защиту в нашей конфигурации тепловых испытаний.
В нашей стандартной тестовой конфигурации мы ограничиваем общую утечку тепла менее чем 3% от общей мощности нагревателя для GFTS ® и CuTS ® .
Суммарная утечка тепла рассчитывается и учитывается при уменьшении теплопроводности накладки по данным испытаний.
Для расчета теплопроводности перемычки определяется утечка тепла (Q утечка ) по различным путям (провода, излучение и опора блока источника) и вычитается из измеренной мощности нагревателя. В результате получается тепловой поток через термоленту от блока-источника к блоку-приемнику (Q ремешок ). Температура, измеренная датчиками температуры, встроенными в блоки источника и приемника тепла, используется для расчета исходной теплопроводности (C raw ). C raw – значение прямых измерений температуры:
C raw = (Q htr – Q утечка ) / ΔT = [(I htr )(V htr ) – 3 Q ) 2 рад – Q провода htr – Q провода TC ] / (T h – T c )
Физические свойства тестовых блоков (проводимость материала, площадь теплового потока, глубина расположения датчиков температуры) используются для расчета термического сопротивления в связи с тем, что датчики температуры не находятся в прямом контакте с самой термолентой.
Устранение этих эффектов дает теплопроводность от поверхности источника к поверхности стока: C sc-sk , которая включает тепловое сопротивление болтового соединения с использованием материала теплового интерфейса.
Термическое сопротивление болтовых соединений может быть определено опытным путем с использованием данных испытаний и площади контакта термополосы. При снятии интерфейсных сопротивлений с C sc-sk , результирующее значение (обозначенное как C S ) представляет собой теплопроводность только термополоски. См. Рисунок 3 для подробного представления значений теплопроводности, сообщаемых TAI.
На фото: Рис. 3 – определения проекции проводимости термополосы. Обычно указывается
C sc-sk , так как он напрямую связан с измерениями, полученными в тестовой конфигурации. C s также сообщается, потому что это значение представляет наибольший интерес для конечного пользователя.
Чтобы узнать больше о наших стандартных процедурах испытаний на теплопроводность, свяжитесь с TAI сегодня.
Наши специалисты имеют стандартные пакеты рабочих инструкций для всех наших процедур квалификации и обработки лент (жесткость, проводимость, упаковка и т. д.).
Наследие термоленты TAI
Наша история разработки, тестирования и производства термоленты насчитывает три десятилетия и началась с наших собственных Скотта Уиллена и Ричарда Джетли, которые разработали первые термоленты из графитового волокна (GFTS®) в SBIR. Контракты Ph I и II с ВВС США в 1996 (это исследование позже было опубликовано в Cryocoolers 11). Продукция GFTS® завоевала популярность в 2011–2013 годах, когда несколько десятков узлов, совместно разработанных и изготовленных менеджером по качеству TAI Тревором Сперри, использовались для охлаждения фазированных антенных решеток и систем сбора данных на космическом корабле ORION, а также компрессоров на корабле JAXA Astro. -H спутник. С 2015 года GFTS® играет жизненно важную роль в известных программах, таких как Boeing CST-100 Starliner, спутники NASA IXPE и GRACE-FO, Solar Orbiter ESA, EnMAP DLR и несколько других космических полетов (в дополнение к наземным приложениям в медицинской и криогенной промышленности).
Наше наследие в области медных терморемешков (CuTS®) началось в 2004 г. с первого поколения плетеных медных ремешков без пайки (предлагавшихся до 2014 г.). TAI была первым и единственным поставщиком, предложившим полностью настраиваемую стандартную линейку продуктов и каталоги, созданные нашим директором по развитию бизнеса Тайлером Линком в 2013 году. Два года спустя TAI разработала кабели OFHC UltraFlex, оптимизировала конструкцию концевых фитингов и улучшила методы обжимки и окончательной обработки. В 2017 году это новое поколение ремней было тщательно изучено Национальной лабораторией Ферми и другими университетами и лабораториями (исследование позже было опубликовано в томе 86 журнала Cryogenics, в соавторстве с Тайлером Линком и Джейми Дил из TAI).
Работа с ремешками на основе пиролитической графитовой пленки началась в 2013 году и завершилась созданием ремешка X-Series®; первая и единственная в мире стандартная линейка термолент из графитовых и графеновых листов.
Затем в 2018 году тепловые линии на основе PGF (PGL™) X-Series® прошли космическую квалификацию NASA JPL и были повышены до TRL 8 с помощью квалификационных испытаний для космических полетов, проведенных Airbus и DLR по программе Merlin. PGL™ теперь играет жизненно важную роль в программах космических полетов с Lockheed Martin, Airbus, DLR и CNES (и, как и GFTS®, также используется для наземных приложений в медицинской и криогенной промышленности).
Услуги по тестированию
TAI предоставляет услуги по тестированию и анализу на месте на нашем объекте в Боулдере, штат Колорадо (хотя мы сотрудничаем со всемирно известным испытательным центром для проведения ударных и вибрационных испытаний). От жесткости до теплопроводности, термоциклирования, ударов и вибраций, измерения прочности на растяжение и многого другого — мы предоставим вам все необходимое!
Бесплатные пакеты для анализа температурных лент
Компания TAI предлагает бесплатные оценки тепловых характеристик, прогнозы массы и производительности, расписание и цены на ПЗУ, а также (когда возможно/если целесообразно) предварительный торговый анализ альтернативных алюминиевых и медных лент.