[发明专利]一种基于有限元仿真技术的空调换热器大气腐蚀预测方法

说明书

本发明公开了一种基于有限元仿真技术的空调换热器大气腐蚀预测方法，先通过步骤S1和步骤S2，对被测空调换热器的导热管材料和散热翅片材料进行材料腐蚀预测模型的调试，再采用得到的调试后材料腐蚀预测模型，通过步骤S3和步骤S4，对被测空调换热器的换热器局部试验组件进行组件腐蚀预测模型的优化，最后采用得到的优化后组件腐蚀预测模型，通过步骤S5和步骤S6，在利用工况环境场综合模拟并耦合空调服役环境中的多物理场的情况下，实现对被测空调换热器在工况条件下于被测户外服役环境中工作任意预设时长后的大气腐蚀预测，得到包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量的大气腐蚀预测结果，具有预测准确性高、工作量及成本低的优点。

技术领域

本发明涉及电气设备的大气腐蚀预测方法，具体的说是一种基于有限元仿真技术的空调换热器大气腐蚀预测方法。

背景技术

随着国家海洋经济高质量发展战略的规划，多种涉海设施建设正加快推进，近海或岛礁军事保障设施也在逐步完善。我国大部分海洋区域常年处于高温、高湿、高盐雾的“三高”严酷环境中，对电器产品的金属元器件的腐蚀较内陆有着更为严重的影响。同时，空调作为海洋区域不可或缺的民用电器，也是军事设施的重要保障条件，其中换热器是空调中最为重要的组件之一，其结构的完整性直接影响空调的换热性能。因此，有必要研究空调换热器在海洋环境中的大气腐蚀行为，利用有限元仿真技术来预测空调换热器的腐蚀部位，腐蚀速率以及腐蚀对其换热性能的影响，从而为空调换热器的防腐蚀设计和外部腐蚀防护工作提供指导意见，减少大量的试验工作以及时间和金钱成本。

金属大气腐蚀的本质是不同厚度薄液膜状态下的电化学腐蚀，薄液膜厚度的变化直接影响了电极反应的传质过程，进而对金属元器件的大气腐蚀速率造成显著影响。根据目前的理论研究，薄液膜厚度主要受温度，湿度以及盐沉积量等因素的影响，这其中温度条件不止受环境温度作用，同时也受工作状态下空调换热器表面温度变化的影响。因此，进行空调换热器大气腐蚀预测时需要综合考虑并耦合空调服役环境中的多物理场，才能更准确地仿真出空调换热器的大气腐蚀行为。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于有限元仿真技术的空调换热器大气腐蚀预测方法。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于有限元仿真技术的空调换热器大气腐蚀预测方法，其特征在于，包括：

步骤S1、通过电化学腐蚀实验，得到导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件的腐蚀速率实验结果；其中，所述导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件分别由被测空调换热器的导热管材料和散热翅片材料制成；

步骤S2、基于步骤S1的实验参数和结果，通过仿真软件，得到所述导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件的腐蚀速率仿真结果；并且，根据该腐蚀速率仿真结果与步骤S1所述腐蚀速率实验结果的对比，调试得到准确性达到要求的调试后材料腐蚀预测模型；

步骤S3、对换热器局部试验组件进行非工况条件下的盐雾腐蚀试验，以得到所述换热器局部试验组件包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量的腐蚀试验结果；

步骤S4、基于步骤S3的试验参数和结果，通过仿真软件，得到所述换热器局部试验组件包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量的腐蚀仿真结果；并且，根据该腐蚀仿真结果与步骤S3所述腐蚀试验结果的对比，优化得到准确性达到要求的优化后组件腐蚀预测模型；

步骤S5、采用空调外机包含被测空调换热器的空调器，并将所述空调外机安装于被测户外服役环境，以对所述空调器进行工况条件下的空调户外实证试验，得到所述空调器能够影响被测空调换热器腐蚀行为的在实证试验时长内的平均运行工况参数；

步骤S6、基于步骤S5所述平均运行工况参数和步骤S4所述优化后组件腐蚀预测模型，通过仿真软件，得到所述被测空调换热器在工况条件下于所述被测户外服役环境中工作任意预设时长后的大气腐蚀预测结果，该大气腐蚀预测结果包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量。