توجد المبادلات الحرارية للألواح في العديد من التطبيقات الصناعية وتستخدم بشكل أساسي الألواح المعدنية لنقل الحرارة بين سائلين.
يتزايد استخدامها بسرعة لأنها تتفوق على المبادلات الحرارية التقليدية (عادة ما تكون عبارة عن أنبوب ملفوف يحتوي على سائل واحد يمر عبر حجرة تحتوي على سائل آخر) لأن السائل الذي يتم تبريده هو اتصال أكبر بمساحة السطح ، مما يحسن نقل الحرارة ويزيد بشكل كبير من معدل تغير درجة الحرارة.
بدلاً من الملفات التي تمر عبر الغرف ، في المبادل الحراري للصفائح ، توجد غرفتان متناوبتان ، عادةً ما تكون ذات عمق رقيق ، مفصولة بألواح معدنية مموجة في أكبر أسطحها ، والحجرة رقيقة ، حيث يضمن ذلك أن معظم حجم السائل ملامس للصفيحة ، مما يساعد على التبادل الحراري.
تم تصنيع لوحات التبادل الحراري هذه تقليديًا باستخدام الختم أو الآلات التقليدية مثل الرسم العميق ، ولكن مؤخرًا أثبت النقش الكيميائي الضوئي (PCE) أنه أكثر تقنيات التصنيع كفاءة وفعالية من حيث التكلفة المتاحة لهذا التطبيق الصارم. لطالما كانت الأدوات الآلية والتركيبات مصدر إزعاج.
غالبًا ما يحتوي كلا جانبي المبادل الحراري للوحة على ميزات معقدة للغاية تتجاوز أحيانًا قدرات الختم والتشغيل الآلي ، ولكن يمكن تحقيقها بسهولة باستخدام PCE ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ PCE إنشاء ميزات على جانبي اللوحة في وقت واحد ، مما يوفر وقتًا كبيرًا ، ويمكن تطبيق العملية على مجموعة من المعادن المختلفة ، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ ، Inconel 617 ، الألومنيوم ، والتيتانيوم.
نظرًا لبعض الخصائص الكامنة في العملية ، يوفر PCE بديلاً جذابًا للختم والتشغيل الآلي في تطبيقات الصفائح المعدنية ، باستخدام مقاوم للضوء والخدش لمعالجة المناطق المختارة كيميائيًا بدقة ، تتميز العملية بخصائص المواد المحفوظة ، والأجزاء الخالية من النتوءات والإجهاد مع خطوط نظيفة ولا توجد مناطق متأثرة بالحرارة ، بالإضافة إلى ذلك ، فإن وسط حفر السوائل يخلق بنية مثالية لوسط التبريد القابل للتآكل والسائل المستخدم في الزوايا.
إلى جانب حقيقة أن PCE يستخدم أدوات رقمية أو زجاجية قابلة للتكرار بسهولة ومنخفضة التكلفة ، فإنه يوفر بديلاً فعالاً من حيث التكلفة وعالي الدقة وسريع التصنيع لتقنيات الختم التقليدية ، وهذا يعني توفيرًا كبيرًا في التكلفة عند إنتاج أدوات النموذج الأولي ، وعلى عكس تقنيات الختم والتشغيل الآلي ، لا يوجد تآكل للأداة وتكلفة مرتبطة بإعادة قطع الفولاذ.
يمكن أن ينتج عن التشغيل الآلي والختم نتائج أقل من مثالية على المعدن عند خط القطع ، وغالبًا ما يؤدي ذلك إلى تشويه المواد التي يتم تشكيلها وتترك نتوءات ومناطق متأثرة بالحرارة وطبقات إعادة الصياغة ، بالإضافة إلى أنها تسعى جاهدة لتلبية الدقة التفصيلية المطلوبة للأجزاء المعدنية الأصغر والأكثر تعقيدًا والأكثر دقة مثل ألواح التبادل الحراري.
هناك عامل آخر يجب مراعاته في اختيار العملية وهو سماكة المادة المراد تشكيلها. غالبًا ما تواجه العمليات التقليدية صعوبات عند تطبيقها على معالجة المعادن الرقيقة والختم والختم غير مناسبين في كثير من الحالات ، بينما يؤدي القطع بالليزر والقطع المائي إلى مستويات غير متناسبة وغير مقبولة من التشوه الحراري وتفتيت المواد ، على التوالي ، في حين يمكن استخدام PCE في مجموعة متنوعة من سماكة المعدن ، يمكن أن تكون السمة الرئيسية في تسطيح هذه الصفائح المعدنية ، وهو أمر بالغ الأهمية لسلامة التجمع.مهم.
من المجالات الرئيسية التي تستخدم فيها الألواح في تطبيقات خلايا الوقود المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم والنيكل والتيتانيوم والنحاس ومجموعة من السبائك المتخصصة.
تم العثور على الصفائح المعدنية في خلايا الوقود لها العديد من المزايا مقارنة بالمواد الأخرى ، وفي نفس الوقت ، فهي قوية جدًا ، وتوفر توصيلًا كهربائيًا ممتازًا لتبريد أفضل ، ويمكن تصنيعها بشكل رقيق للغاية باستخدام النقش ، مما ينتج عنه مكدسات أقصر ، وليس لها تشطيب سطحي اتجاهي داخل القناة ، ويمكن تشكيل الألواح وإنشاء القنوات في نفس الوقت ، وكما ذكرنا سابقًا ، لا يوجد ضغط حراري في المعدن ، مما يضمن التسطيح المطلق.
تضمن عملية PCE تفاوتات قابلة للتكرار على جميع أبعاد اللوحة الرئيسية ، بما في ذلك عمق مجرى الهواء والهندسة المتشعبة ، ويمكنها تصنيع الأجزاء وفقًا لمواصفات انخفاض الضغط المحكم.
تشمل الصناعات الأخرى التي تستخدم الألواح المحفورة كيميائيًا المحركات الخطية ، والفضاء ، والبتروكيماويات ، والصناعات الكيماوية. بعد التصنيع ، يتم تكديس الألواح وتجميعها أو لصقها بالنحاس معًا لصنع قلب المبادل الحراري. يمكن أن تكون المبادلات الحرارية النهائية أصغر بست مرات من المبادلات الحرارية التقليدية "قذيفة وأنبوب" ، مما يوفر مزايا ممتازة في المساحة والوزن.
المبادلات الحرارية التي يتم إنتاجها باستخدام PCE هي أيضًا قوية جدًا وفعالة ، وقادرة على تحمل ضغط 600 بار أثناء التكيف مع نطاق درجة الحرارة من المبردة إلى 900 درجة مئوية ، ومن الممكن دمج أكثر من تدفقات عملية في وحدة واحدة وتلبية متطلبات الأنابيب والصمامات بشكل كبير.
تمثل متطلبات التبديد الحراري الفعالة والموفرة للمساحة اليوم تحديات هائلة للعديد من مهندسي التطوير ، حيث يؤدي تصغير العديد من المكونات في تكنولوجيا الأنظمة الكهربائية الدقيقة إلى إنشاء ما يسمى بالنقاط الساخنة الحرارية ، والتي تتطلب تبديدًا مثاليًا للحرارة لضمان عمر خدمة طويل.
باستخدام ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد PCE ، يمكن تصنيع القنوات الدقيقة ذات العروض والأعماق المحددة في مبادلات حرارية لاختيار وسائط تبديد الحرارة في أصغر منطقة. لا يوجد حد تقريبًا لتصميمات القنوات الممكنة.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن عملية النقش تلهم ابتكار التصميم والحرية الهندسية ، يمكن تعزيز التدفق المضطرب على عكس التدفق الصفحي من خلال استخدام حواف القناة المموجة والأعماق ، ويعني التدفق المضطرب في وسط التبريد أن المبرد المتصل بمصدر الحرارة يتغير باستمرار ، مما يجعل التبادل الحراري أكثر كفاءة.
تستخدم شركة Micrometal المتخصصة في شركة PCE أدوات إلكترونية ضوئية بأسعار تنافسية لإنتاج قطع عمل عالية الجودة ودرجة عالية من الدقة القابلة للتكرار.
يمكن إرفاق لوحات القناة الصغيرة الفردية (على سبيل المثال ، عن طريق اللحام بالانتشار) بمختلف الأشكال الهندسية ثلاثية الأبعاد. تستخدم Micrometal شبكة شركاء من ذوي الخبرة تمنح العملاء خيار شراء ألواح متناهية الصغر فردية أو كتل مبادل حراري متناهية الصغر متكاملة.
مادة لها خواص معدنية وتتكون من عنصرين كيميائيين أو أكثر يكون أحدهما على الأقل معدن.
تقليل الزيادات في درجة حرارة السائل عند واجهة الأداة / قطعة العمل أثناء المعالجة ، وعادة ما يكون في شكل سائل ، مثل المخاليط القابلة للذوبان أو الكيميائية (شبه الاصطناعية ، الاصطناعية) ، ولكن يمكن أيضًا أن تكون عبارة عن هواء مضغوط أو غازات أخرى ، نظرًا لقدرته على امتصاص كميات كبيرة من الحرارة ، يتم استخدام الماء على نطاق واسع كمبرد وناقل لمركبات القطع المختلفة ، وتختلف نسبة الماء إلى المركب باختلاف مهمة التصنيع ؛سائل القطع شبه الاصطناعيسائل قطع الزيت القابل للذوبانسائل القطع الصناعي.
1. توزيع مكون في غاز أو سائل أو صلب يميل إلى جعل التكوين موحدًا في جميع الأجزاء.تتحرك ذرة أو جزيء تلقائيًا إلى موقع جديد داخل المادة.
عملية يتدفق فيها التيار الكهربائي بين قطعة عمل وأداة موصلة من خلال إلكتروليت. يبدأ تفاعل كيميائي يذوب المعدن من قطعة العمل بمعدل متحكم به. على عكس طرق القطع التقليدية ، لا تعد صلابة قطعة العمل عاملاً ، مما يجعل ECM مناسبًا للمواد التي يصعب تصنيعها ، في شكل طحن كهروكيميائي ، وشحذ كهروكيميائي وتحويل كهروكيميائي.
وظيفيًا مثل المحرك الدوار في أداة الآلة ، يمكن اعتبار المحرك الخطي كمحرك دوار مغناطيسي دائم قياسي ، يتم قطعه محوريًا في المركز ، ثم يتم تجريده ووضعه بشكل مسطح ، والميزة الرئيسية لاستخدام المحركات الخطية لدفع حركة المحور هي أنه يزيل أوجه القصور والاختلافات الميكانيكية التي تسببها أنظمة تجميع اللولب الكروي المستخدمة في معظم أدوات ماكينات CNC.
مكونات متباعدة أعرض في نسيج السطح ، بما في ذلك جميع المخالفات المتباعدة على نطاق أوسع من إعداد قطع الجهاز. انظر التدفق ؛كذب؛خشونة.
مايكل جيهيكس هو مدير مركز الأعمال والبحوث الاقتصادية وأستاذ الاقتصاد المتميز لجورج وفرانسيس بول في كلية ميلر للأعمال بجامعة بول ستيت.وحصل على ماجستير في الاقتصاد من جامعة تينيسي وشهادة البكالوريوس في الاقتصاد من معهد فيرجينيا العسكري ، كما قام بتأليف كتابين وأكثر من 60 منشورًا علميًا تركز على السياسة العامة للدولة والمحلية ، بما في ذلك سياسة الضرائب والإنفاق وتأثير وول مارت على الاقتصادات المحلية.