Les échangeurs de chaleur à plaques existent dans de nombreuses applications industrielles et utilisent principalement des plaques métalliques pour transférer la chaleur entre deux fluides.
Leur utilisation se développe rapidement car ils surpassent les échangeurs de chaleur traditionnels (généralement un tube enroulé contenant un fluide qui traverse une chambre contenant un autre fluide) car le fluide refroidi est en contact avec une plus grande surface, ce qui optimise le transfert de chaleur et augmente considérablement le taux de changement de température.
Au lieu de bobines traversant les chambres, dans un échangeur de chaleur à plaques, il y a deux chambres alternées, généralement de faible profondeur, séparées par des plaques de métal ondulé sur leurs plus grandes surfaces. La chambre est mince, car cela garantit que la majeure partie du volume de liquide est en contact avec la plaque, facilitant l'échange de chaleur.
De telles plaques d'échange de chaleur ont traditionnellement été fabriquées à l'aide d'emboutissage ou d'usinage conventionnel tel que l'emboutissage profond, mais récemment la gravure photochimique (PCE) s'est avérée être la technique de fabrication la plus efficace et la plus rentable disponible pour cette application rigoureuse. toujours été un mal de tête.
Souvent, les deux côtés d'un échangeur de chaleur à plaques contiennent des caractéristiques extrêmement complexes qui dépassent parfois les capacités d'emboutissage et d'usinage, mais qui sont facilement réalisées à l'aide de PCE. De plus, le PCE peut générer des caractéristiques des deux côtés de la plaque simultanément, ce qui permet de gagner beaucoup de temps, et le processus peut être appliqué à une gamme de métaux différents, notamment l'acier inoxydable, l'Inconel 617, l'aluminium et le titane.
En raison de certaines caractéristiques inhérentes au processus, PCE offre une alternative attrayante pour l'estampage et l'usinage dans les applications de tôlerie. Utilisant une résine photosensible et un agent de gravure pour traiter chimiquement avec précision des zones sélectionnées, le processus présente des propriétés de matériau préservées, des pièces sans bavure et sans contrainte avec des contours propres et aucune zone affectée par la chaleur. De plus, le fluide de gravure crée une structure optimale pour le fluide de refroidissement utilisé dans la plaque.
Combiné au fait que PCE utilise des outils numériques ou en verre facilement reproductibles et peu coûteux, il offre une alternative de fabrication rentable, de haute précision et rapide aux techniques d'usinage et d'emboutissage traditionnelles.
L'usinage et l'emboutissage peuvent produire des résultats moins que parfaits sur le métal à la ligne de coupe, déformant souvent le matériau usiné et laissant des bavures, des zones affectées par la chaleur et des couches de refonte. De plus, ils s'efforcent de respecter la résolution de détail requise pour les pièces métalliques plus petites, plus complexes et plus précises telles que les plaques d'échange de chaleur.
Un autre facteur à prendre en compte dans la sélection du processus est l'épaisseur du matériau à usiner. Les processus traditionnels rencontrent souvent des difficultés lorsqu'ils sont appliqués au traitement des métaux minces, l'estampage et l'estampage sont dans de nombreux cas inadaptés, tandis que la découpe au laser et à l'eau entraînent des niveaux disproportionnés et inacceptables de déformation thermique et de fragmentation du matériau, respectivement. Bien que le PCE puisse être utilisé dans une variété d'épaisseurs de métal, un attribut clé est qu'il peut fonctionner sur des tôles plus minces, telles que celles utilisées dans les échangeurs de chaleur à plaques, sans compromettre la planéité, qui est essentielle à l'intégrité. de l'assemblée.important.
Un domaine clé où les plaques sont utilisées est celui des applications de piles à combustible en acier inoxydable, aluminium, nickel, titane, cuivre et une gamme d'alliages spéciaux.
Les plaques métalliques dans les piles à combustible présentent de nombreux avantages par rapport aux autres matériaux. En même temps, elles sont très résistantes, offrent une excellente conductivité pour un meilleur refroidissement, peuvent être fabriquées extrêmement fines à l'aide de la gravure, ce qui entraîne des empilements plus courts et n'ont pas de finition de surface directionnelle dans le canal. Les plaques peuvent être formées et les canaux créés en même temps, et comme mentionné ci-dessus, aucune contrainte thermique n'est créée dans le métal, garantissant une planéité absolue.
Le processus PCE garantit des tolérances reproductibles sur toutes les dimensions de la carte clé, y compris la profondeur des voies respiratoires et la géométrie du collecteur, et peut fabriquer des pièces selon des spécifications de perte de charge strictes.
D'autres industries qui utilisent des tôles gravées chimiquement comprennent les moteurs linéaires, l'aérospatiale, la pétrochimie et les industries chimiques. Après la fabrication, les plaques sont empilées et liées par diffusion ou brasées ensemble pour former le noyau de l'échangeur de chaleur. Les échangeurs de chaleur finis peuvent être jusqu'à six fois plus petits que les échangeurs de chaleur traditionnels à « coquille et tube », offrant d'excellents avantages d'espace et de poids.
Les échangeurs de chaleur produits à l'aide de PCE sont également très robustes et efficaces, capables de résister à une pression de 600 bars tout en s'adaptant à une plage de températures allant de la cryogénie à 900 degrés Celsius. Il est possible de combiner plus de deux flux de processus dans une seule unité et de répondre aux exigences en matière de tuyauterie et de vannes sont considérablement réduits. La réaction et le mélange peuvent également être intégrés dans la conception de l'échangeur de chaleur à plaques, ajoutant de manière rentable des fonctionnalités dans une seule unité.
Les exigences actuelles en matière de dissipation thermique efficace et peu encombrante posent d'énormes défis à de nombreux ingénieurs de développement. La miniaturisation de nombreux composants dans la technologie électrique et des microsystèmes crée ce que l'on appelle des points chauds thermiques, qui nécessitent une dissipation thermique optimale pour assurer une longue durée de vie.
À l'aide de PCE 2D et 3D, des microcanaux avec des largeurs et des profondeurs définies peuvent être fabriqués dans des échangeurs de chaleur pour la sélection de supports de dissipation de chaleur dans la plus petite zone. Il n'y a presque aucune limite aux conceptions de canaux possibles.
De plus, étant donné que le processus de gravure inspire l'innovation de conception et la liberté géométrique, l'écoulement turbulent par opposition à l'écoulement laminaire peut être favorisé par l'utilisation de bords et de profondeurs de canaux ondulés. L'écoulement turbulent dans le fluide de refroidissement signifie que le liquide de refroidissement en contact avec la source de chaleur change constamment, ce qui rend l'échange de chaleur plus efficace.
Le spécialiste PCE micrometal GmbH utilise des outils optoélectroniques à des prix compétitifs pour produire des pièces de haute qualité avec un degré élevé de précision reproductible.
Des plaques à microcanaux individuelles peuvent être fixées (par exemple, par soudage par diffusion) à diverses géométries 3D.micrometal utilise un réseau de partenaires expérimentés qui offre aux clients la possibilité d'acheter des plaques à microcanaux individuelles ou des blocs échangeurs de chaleur à microcanaux intégrés.
Substance ayant des propriétés métalliques et constituée de deux éléments chimiques ou plus, dont au moins un est un métal.
Réduire les augmentations de température du fluide à l'interface outil/pièce pendant l'usinage. Généralement sous forme liquide, comme des mélanges solubles ou chimiques (semi-synthétiques, synthétiques), mais peut également être de l'air sous pression ou d'autres gaz.fluide de coupe semi-synthétique;fluide de coupe à l'huile soluble;liquide de coupe synthétique.
1. Diffusion d'un composant dans un gaz, un liquide ou un solide qui tend à uniformiser les composants.2.Un atome ou une molécule se déplace spontanément vers un nouvel emplacement dans le matériau.
Une opération dans laquelle le courant électrique circule entre une pièce et un outil conducteur à travers un électrolyte. Initie une réaction chimique qui dissout le métal de la pièce à une vitesse contrôlée. Contrairement aux méthodes de coupe conventionnelles, la dureté de la pièce n'est pas un facteur, ce qui rend l'ECM adapté aux matériaux difficiles à usiner. Sous forme de meulage électrochimique, de rodage électrochimique et de tournage électrochimique.
Fonctionnellement identique à un moteur rotatif dans une machine-outil, un moteur linéaire peut être considéré comme un moteur rotatif à aimant permanent standard, coupé axialement au centre, puis dépouillé et posé à plat. Le principal avantage de l'utilisation de moteurs linéaires pour entraîner le mouvement de l'axe est qu'il élimine les inefficacités et les différences mécaniques causées par les systèmes d'assemblage de vis à billes utilisés dans la plupart des machines-outils à commande numérique.
Composants plus espacés dans la texture de surface. Inclut toutes les irrégularités plus espacées que le réglage de coupure de l'instrument.Couché;Rugosité.
Le Dr Michael J. Hicks est directeur du Center for Business and Economic Research et professeur émérite d'économie George et Francis Ball à la Miller School of Business de la Ball State University. Hicks a obtenu son doctorat.et une maîtrise en économie de l'Université du Tennessee et une licence en économie du Virginia Military Institute.