Szerelőlemez dőlésszögének hatása gőzfázisú forrasztás során

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Géczy Attila
Elektronikai Technológia Tanszék

Diplomamunkám során a hordozó dőlésszögének hatását vizsgáltam gőzfázisú forrasztás során. Ennek keretében megismerkedtem a témakörhöz kapcsolódó szakirodalommal, azon belül is a fizikai alapokkal és korábbi tanszéki tapasztalatokkal. Irodalomkutatást végeztem magas hőmérsékleten történő hőmérsékletmérési módszerekről valamint a hordozó kívánt dőlésszögbe állíthatóságának lehetőségeivel. Emellett megismerkedtem a munka során alkalmazott eszközök tulajdonságaival, paramétereivel.

Ezt követően állítható dőlésszögű mintatartót készítettem, melynek szintezését klinométerrel valósítottam meg. A méréshez egy olyan próbatestet preparáltam, melyre 5 db hőelemet rögzítettem hőre térhálósodó ragasztó segítségével. A méréshez 170 oC-os forráspontú Galden folyadékot használtam. Méréssorozatokat végeztem 0o, 5o és 10o-ban döntött próbatest esetén. A mért értékeket myPCLab szoftverrel rögzítettem, a kiértékelést Excelben és Matlabban végeztem.

Elsőként a lemez felületén a hőmérséklet eloszlást Matlab segítségével ábrázoltam a mért adatokból. A bemerítést követően a lemez körülbelül 8 másodpercig szimmetrikusan melegedett mindhárom dőlésszög esetén, a lemez közepén alacsonyabb, míg a széleken magasabb hőmérsékletet mértem. A 8. másodperctől kezdődően a két döntött esetben a próbatest felső oldalán (mely a folyadéktól távolabb helyezkedett el) magasabb, míg az alsó oldalán alacsonyabb hőmérsékletet mértem. Emellett azt is tapasztaltam, hogy 8 másodperc után a 0o-os helyzetű lemez esetén a lemez jobb felső sarkánál, míg az 5o-ban döntött lemez esetén a bal alsó sarkánál alacsonyabb volt a hőmérséklet, mint a lemez velük azonos magasságban lévő pontjain. Ennek oka, hogy a próbatest kissé bedőlt e sarkok irányába. Az adott időpillanatban mért hőmérséklet értékek alacsonyabbak, mint a szimulált értékek, ennek oka, hogy a szimuláció során a körülményeket ideálisnak tekintették, tökéletesen telített gőzteret feltételezve.

A hőátadási együtthatók vizsgálatánál azt tapasztaltam, hogy a bemerítést követően a lemezen mért átlagos hőátadási együtthatók közel azonosak mindhárom dőlésszög esetén, értéke 770 W/(m2K) körüli. Átlagos értéke ezt követően exponenciálisan csökkenő jelleget mutat. Legalacsonyabb értéke 479 W/(m2K) volt, ezt 0o-os helyzetű lemez esetén mértem 30 másodperc elteltével. Tapasztaltam továbbá, hogy a lemez szélein magasabb, míg közepén alacsonyabb volt az együttható értéke. Döntött lemez esetén a lemez felső oldalán magasabb, míg a Galdenhez közelebbi oldalán alacsonyabb értékeket mértem. Ennek mértéke függött a döntés szögétől. Jól kivehetők itt is a már említett bedőlésből adódó anomáliák. Itt a mért értékek közel megegyeztek a szimulált értékekkel.

A melegedési idők vizsgálatánál arra a következtetésre jutottam, hogy a 10o-ban döntött lemez mérőpontjai gyorsabban érik el 170 oC-os hőmérsékletet, mint a 0o és 5o-ban döntött lemezé. A melegedési időkre hatással van a dőlésszög nagysága, annál kisebb lesz, minél nagyobb a dőlésszög.

A dőlésszög hőprofilra gyakorolt hatásának vizsgálatánál arra a következtetésre jutottam, hogy minél nagyobb a dőlésszög, a próbatest adott mérőpontja annál gyorsabban melegszik, melegedési görbéjének meredeksége annál nagyobb lesz. Nagyon jól megfigyelhetők itt is a tökéletlen szintbeállításból adódó anomáliák 8 másodperc elteltével, melynek köszönhetően a melegedési görbe (0o-JF mérőpont, 5o-BA mérőpont) meredeksége csökken, melegedése lelassul.

A mérőpontok közötti hőmérséklet különbségek vizsgálatánál arra következtetésre jutottam, hogy a lemez közepe és egy sarokpont között annál kisebb a hőmérséklet különbség, minél nagyobb a dőlésszög. A különbség 12 másodperc körül éri el a maximális értékét, ezt követően lecsengő jelleget mutat. Itt is jól kivehetők az anomáliák, például 0o-os helyzetben a jobb felső sarok és a középpont között átcsap negatív tartományba 20 másodperc elteltével, ugyanis ekkor a jobb felső mérőpontnak már alacsonyabb a hőmérséklete, mint a középsőnek.

Összességében elmondható, hogy döntött próbatest esetén magasabbak a lemezen mért hőmérséklet és hőátadási együttható értékek, rövidebbek a melegedési idők, melegedési görbéjének meredeksége nagyobb. A próbatesten ilyenkor gyorsul a kondenzátum áramlása, így kisebbek lesznek a lemezen mért hőmérséklet különbségek is. Mindezek mértéke függ a döntés szögétől. Elmondható továbbá, hogy a mérés rendkívül érzékeny a pontos dőlésszög beállítására. Már akár néhány tizedfokos pontatlanság is jelentős hibát visz a mérésbe.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.