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织构化异形波纹板激光成形试验研究(特邀)
1
作者
姚喆赫
张开心
+4 位作者
洪锦源
范伟鑫
陈健
迟一鸣
姚建华
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第9期254-264,共11页
针对金属波纹板在微反应器中传热效率受限和局部过热问题,提出了一种具有多级结构的织构化异形流道设计及其激光成形方法。基于有限元模拟对比了斜线形、单圆弧和双圆弧三种流道线型的流速、压降及传热性能。在此基础上优化了流道进出...
针对金属波纹板在微反应器中传热效率受限和局部过热问题,提出了一种具有多级结构的织构化异形流道设计及其激光成形方法。基于有限元模拟对比了斜线形、单圆弧和双圆弧三种流道线型的流速、压降及传热性能。在此基础上优化了流道进出口尺寸比并引入微孔织构。同时,开展了连续激光加工微织构工艺参数试验研究,确定了较好的加工参数组合,实现了微孔织构的高质量加工和织构化异形波纹板的制造,并通过共聚焦显微镜验证了成形质量。研究结果表明,双圆弧流道因其平滑的曲率过渡特性,实现了0.60 m/s的出口流速与19.90 W·m^(−2)·K^(−1)的对流换热系数,其综合性能优于斜线形和单圆弧流道。进一步优化双圆弧流道进出口尺寸并引入微孔织构后,出口流速与对流换热系数分别提升至0.65 m/s和22.46 W·m^(−2)·K^(−1)。此外,在激光功率350 W、扫描次数15、扫描速度200 mm/s、扫描直径325μm的组合参数下,实现了平均深度30.1μm微孔加工。共聚焦显微镜表征显示,成形流道壁面平均倾角为44.3°,流道底部与顶部、壁面之间成形平行度偏差分别为4.6°和5.2°,且微孔附近的平均波度增加了0.07μm。文中研究结果为波纹板流道设计及织构化异形波纹板的激光精密制造提供了方法参考。
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关键词
激光加工技术
异形波纹板
多级结构流道设计
微孔织构
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职称材料
题名
织构化异形波纹板激光成形试验研究(特邀)
1
作者
姚喆赫
张开心
洪锦源
范伟鑫
陈健
迟一鸣
姚建华
机构
浙江
工业大学激光先进制造研究院
浙江省高精高效复合加工技术与装备重点实验室
浙江
工业大学机械工程学院
浙江
工业大学物理学院
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第9期254-264,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52175443,52205221)
浙江省高校基本科研业务费项目(RF-A2023008)。
文摘
针对金属波纹板在微反应器中传热效率受限和局部过热问题,提出了一种具有多级结构的织构化异形流道设计及其激光成形方法。基于有限元模拟对比了斜线形、单圆弧和双圆弧三种流道线型的流速、压降及传热性能。在此基础上优化了流道进出口尺寸比并引入微孔织构。同时,开展了连续激光加工微织构工艺参数试验研究,确定了较好的加工参数组合,实现了微孔织构的高质量加工和织构化异形波纹板的制造,并通过共聚焦显微镜验证了成形质量。研究结果表明,双圆弧流道因其平滑的曲率过渡特性,实现了0.60 m/s的出口流速与19.90 W·m^(−2)·K^(−1)的对流换热系数,其综合性能优于斜线形和单圆弧流道。进一步优化双圆弧流道进出口尺寸并引入微孔织构后,出口流速与对流换热系数分别提升至0.65 m/s和22.46 W·m^(−2)·K^(−1)。此外,在激光功率350 W、扫描次数15、扫描速度200 mm/s、扫描直径325μm的组合参数下,实现了平均深度30.1μm微孔加工。共聚焦显微镜表征显示,成形流道壁面平均倾角为44.3°,流道底部与顶部、壁面之间成形平行度偏差分别为4.6°和5.2°,且微孔附近的平均波度增加了0.07μm。文中研究结果为波纹板流道设计及织构化异形波纹板的激光精密制造提供了方法参考。
关键词
激光加工技术
异形波纹板
多级结构流道设计
微孔织构
Keywords
laser processing technology
irregular corrugated plate
multi-scale flow channel design
microporoes texture
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
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1
织构化异形波纹板激光成形试验研究(特邀)
姚喆赫
张开心
洪锦源
范伟鑫
陈健
迟一鸣
姚建华
《红外与激光工程》
北大核心
2025
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