Пластинчатите топлообменници съществуват в много индустриални приложения и основно използват метални пластини за пренос на топлина между два флуида.
Използването им нараства бързо, тъй като те превъзхождат традиционните топлообменници (обикновено спираловидна тръба, съдържаща една течност, която преминава през камера, съдържаща друга течност), тъй като течността, която се охлажда, е в контакт с по-голяма повърхност, което оптимизира преноса на топлина и значително увеличава скоростта на промяна на температурата.
Вместо намотки, преминаващи през камерите, в пластинчатия топлообменник има две редуващи се камери, обикновено тънки в дълбочина, разделени от гофрирани метални пластини в най-големите им повърхности. Камерата е тънка, тъй като това гарантира, че по-голямата част от обема на течността е в контакт с плочата, подпомагайки топлообмена.
Такива топлообменни плочи традиционно се произвеждат чрез щамповане или конвенционална машинна обработка, като дълбоко изтегляне, но наскоро фотохимичното ецване (PCE) се оказа най-ефективната и рентабилна производствена техника, налична за това строго приложение. Електрохимичната обработка (ECM) е друга алтернативна технология, която може да произвежда много прецизни части на партиди, но този процес изисква много високо ниво на предварителна инвестиция, ограничен е до проводими материали, консумира много енергия, проектирането и производството на инструменти е трудно, а детайла Корозията на машинните инструменти и приспособленията винаги е била главоболие.
Често и двете страни на пластинчатия топлообменник съдържат изключително сложни характеристики, които понякога са извън възможностите на щамповането и машинната обработка, но се постигат лесно с помощта на PCE. Освен това PCE може да генерира характеристики от двете страни на пластината едновременно, спестявайки значително време, и процесът може да се приложи към набор от различни метали, включително неръждаема стомана, Inconel 617, алуминий и титан.
Благодарение на някои присъщи характеристики на процеса, PCE предлага атрактивна алтернатива за щамповане и машинна обработка в приложения на ламарина. Използвайки фоторезист и ецващ агент за прецизна химическа обработка на избрани зони, процесът се отличава със запазени свойства на материала, части без изпъкналости и напрежение с чисти контури и без зони, засегнати от топлина. Освен това флуидната среда за ецване създава оптимална структура за течността за охлаждане, използвана в плочата. Тези структури нямат ъгли и ръбове, податливи на корозия.
В съчетание с факта, че PCE използва лесно повтарящи се и евтини цифрови или стъклени инструменти, той осигурява рентабилна, високопрецизна и бърза производствена алтернатива на традиционните техники за обработка и щамповане. Това означава значителни икономии на разходи при производството на прототипни инструменти и за разлика от техниките за щамповане и обработка, няма износване на инструмента и разходи, свързани с повторното рязане на стомана.
Машинната обработка и щамповането могат да доведат до по-малко от перфектни резултати върху метала на линията на рязане, често деформирайки обработвания материал и оставяйки неравности, зони, засегнати от топлина, и преработени слоеве. Освен това, те се стремят да отговорят на разделителната способност на детайлите, необходима за по-малки, по-сложни и по-прецизни метални части, като топлообменни плочи.
Друг фактор, който трябва да се има предвид при избора на процеса, е дебелината на материала, който ще се обработва. Традиционните процеси често срещат трудности, когато се прилагат за обработка на тънки метали, щамповането и щамповането в много случаи са неподходящи, докато лазерното и водното рязане водят съответно до непропорционални и неприемливи нива на термична деформация и фрагментация на материала. Въпреки че PCE може да се използва в различни дебелини на метала, ключов атрибут е, че може да работи върху по-тънки метални листове, като тези, използвани при топлообмен на пластини rs, без компромис с плоскостта, която е критична за целостта на сглобката.важно.
Ключова област, в която се използват плочи, е в приложения с горивни клетки, изработени от неръждаема стомана, алуминий, никел, титан, мед и набор от специални сплави.
Установено е, че металните плочи в горивните клетки имат много предимства пред други материали. В същото време те са много здрави, предлагат отлична проводимост за по-добро охлаждане, могат да бъдат произведени изключително тънки с помощта на ецване, което води до по-къси купчини, и нямат насочено повърхностно покритие в рамките на канала. Плочите могат да бъдат оформени и канали създадени едновременно и както беше споменато по-горе, в метала не се създава топлинно напрежение, което гарантира абсолютна плоскост.
PCE процесът осигурява повтарящи се толеранси на всички ключови размери на платката, включително дълбочина на дихателните пътища и геометрия на колектора, и може да произвежда части според спецификациите за силен спад на налягането.
Други индустрии, които използват химически гравирани листове, включват линейни двигатели, аерокосмическа, нефтохимическа и химическа промишленост. След производството плочите се подреждат и дифузионно залепват или запояват заедно, за да направят сърцевината на топлообменника. Готовите топлообменници могат да бъдат до шест пъти по-малки от традиционните топлообменници тип „кожух и тръба“, осигурявайки отлични предимства в пространството и теглото.
Топлообменниците, произведени с помощта на PCE, също са много здрави и ефективни, способни да издържат на налягане от 600 бара, като същевременно се адаптират към температурен диапазон от криогенни до 900 градуса по Целзий. Възможно е да се комбинират повече от два технологични потока в един модул и да се изпълнят изискванията за тръбопроводи и клапани, които са значително намалени. Реакцията и смесването също могат да бъдат интегрирани в дизайна на пластинчатия топлообменник, като икономически ефективно се добавя функционалност в един модул.
Днешните изисквания за ефективно и спестяващо място разсейване на топлината представляват огромни предизвикателства пред много инженери в областта на разработката. Миниатюризацията на много компоненти в електрическата и микросистемната технология създава така наречените термични горещи точки, които изискват оптимално разсейване на топлината, за да се осигури дълъг експлоатационен живот.
Използвайки 2D и 3D PCE, микроканали с определени ширини и дълбочини могат да бъдат произведени в топлообменници за избор на среда за разсейване на топлината в най-малката област. Няма почти никакви ограничения за възможните дизайни на канали.
Освен това, тъй като процесът на ецване вдъхновява иновациите в дизайна и геометричната свобода, турбулентният поток, за разлика от ламинарния поток, може да бъде насърчен чрез използването на вълнообразни ръбове и дълбочини на каналите. Турбулентният поток в охлаждащата среда означава, че охлаждащата течност в контакт с източника на топлина непрекъснато се променя, което прави топлообмена по-ефективен. Такива гофри и неравности в микроканалите в топлообменниците се създават лесно от PCE, но не са възможни или са скъпи склонни да произвеждат с помощта на алтернативни производствени процеси.
PCE специалист micrometal GmbH използва оптоелектронни инструменти на конкурентни цени за производство на висококачествени детайли с висока степен на повторяема точност.
Индивидуалните микроканални плочи могат да бъдат прикрепени (напр. чрез дифузионно заваряване) към различни 3D геометрии. micrometal използва опитна партньорска мрежа, която дава на клиентите възможност да закупят отделни микроканални плочи или интегрални микроканални топлообменни блокове.
Вещество с метални свойства и състоящо се от два или повече химични елемента, поне един от които е метал.
Намаляване на повишаването на температурата на флуида на интерфейса инструмент/детайл по време на обработка. Обикновено в течна форма, като разтворими или химически смеси (полусинтетични, синтетични), но може също да бъде въздух под налягане или други газове. Поради способността си да абсорбира големи количества топлина, водата се използва широко като охлаждаща течност и носител за различни съединения за рязане, а съотношението вода към съединение варира в зависимост от задачата за обработка. Вижте флуид за рязане;полусинтетична течност за рязане;разтворима смазочна течност;синтетична режеща течност.
1. Дифузия на компонент в газ, течност или твърдо вещество, която се стреми да направи компонентите еднородни.2.Атом или молекула спонтанно се премества на ново място в материала.
Операция, при която електрически ток протича между детайла и проводимия инструмент през електролит. Инициира химическа реакция, която разтваря метала от детайла с контролирана скорост. За разлика от конвенционалните методи на рязане, твърдостта на детайла не е фактор, което прави ECM подходящ за трудни за машинна обработка материали. Под формата на електрохимично шлайфане, електрохимично хонинговане и електрохимично струговане.
Функционално същият като въртящ се двигател в машинен инструмент, линейният двигател може да се разглежда като стандартен въртящ се двигател с постоянен магнит, изрязан аксиално в центъра, след което се оголва и се поставя плоско. Основното предимство на използването на линейни двигатели за задвижване на движението на оста е, че елиминира неефективността и механичните разлики, причинени от системите за сглобяване на сферични винтове, използвани в повечето металорежещи машини с ЦПУ.
По-широко разположени компоненти в текстурата на повърхността. Включете всички неравности, разположени по-широко от настройката за прекъсване на инструмента. Вижте Поток;лъжа;Грапавост.
Д-р Майкъл Дж. Хикс е директор на Центъра за бизнес и икономически изследвания и е уважаван професор по икономика на Джордж и Франсис Бол в Училището по бизнес Милър към университета Бол. Хикс получава докторска степен.и магистър по икономика от Университета на Тенеси и бакалавърска степен по икономика от Военния институт на Вирджиния. Той е автор на две книги и повече от 60 научни публикации, фокусирани върху държавната и местната обществена политика, включително данъчна и разходна политика и въздействието на Walmart върху местните икономики.