Gli scambiatori di calore a piastre esistono in molte applicazioni industriali e utilizzano principalmente piastre metalliche per trasferire il calore tra due fluidi.
Il loro uso sta crescendo rapidamente perché superano gli scambiatori di calore tradizionali (di solito un tubo a spirale contenente un fluido che passa attraverso una camera contenente un altro fluido) perché il fluido che viene raffreddato ha una superficie di contatto maggiore, che ottimizza il trasferimento di calore e aumenta notevolmente il tasso di cambiamento di temperatura.
Invece di serpentine che passano attraverso le camere, in uno scambiatore di calore a piastre, ci sono due camere alternate, generalmente sottili in profondità, separate da piastre metalliche ondulate nelle loro superfici più grandi. La camera è sottile, in quanto ciò garantisce che la maggior parte del volume del liquido sia a contatto con la piastra, favorendo lo scambio termico.
Tali piastre di scambio termico sono state tradizionalmente fabbricate utilizzando lo stampaggio o la lavorazione convenzionale come l'imbutitura, ma recentemente l'incisione fotochimica (PCE) ha dimostrato di essere la tecnica di fabbricazione più efficiente ed economica disponibile per questa rigorosa applicazione. infissi è sempre stato un mal di testa.
Spesso, entrambi i lati di uno scambiatore di calore a piastre contengono caratteristiche estremamente complesse che a volte vanno oltre le capacità di stampaggio e lavorazione, ma sono facilmente ottenibili utilizzando PCE. Inoltre, PCE può generare caratteristiche su entrambi i lati della piastra contemporaneamente, risparmiando molto tempo, e il processo può essere applicato a una gamma di metalli diversi, tra cui acciaio inossidabile, Inconel 617, alluminio e titanio.
Grazie ad alcune caratteristiche intrinseche del processo, PCE offre un'interessante alternativa per lo stampaggio e la lavorazione in applicazioni di lamiera. Utilizzando il fotoresist e l'attacco per la lavorazione chimica precisa di aree selezionate, il processo presenta proprietà del materiale conservate, parti prive di bave e sollecitazioni con contorni puliti e nessuna zona interessata dal calore. Inoltre, il mezzo di incisione del fluido crea una struttura ottimale per il mezzo di raffreddamento del fluido utilizzato nella piastra.
In combinazione con il fatto che PCE utilizza strumenti digitali o in vetro facilmente ripetibili ea basso costo, fornisce un'alternativa economica, di alta precisione e di produzione rapida alle tradizionali tecniche di lavorazione e stampaggio. Ciò significa significativi risparmi sui costi durante la produzione di strumenti prototipo e, a differenza delle tecniche di stampaggio e lavorazione, non vi è alcuna usura degli utensili e costi associati alla ritaglio dell'acciaio.
La lavorazione e lo stampaggio possono produrre risultati tutt'altro che perfetti sul metallo in corrispondenza della linea di taglio, spesso deformando il materiale in lavorazione e lasciando sbavature, zone alterate dal calore e strati di rifusione. Inoltre, si sforzano di soddisfare la risoluzione dei dettagli richiesta per parti metalliche più piccole, più complesse e più precise come le piastre di scambio termico.
Un altro fattore da considerare nella selezione del processo è lo spessore del materiale da lavorare. I processi tradizionali spesso incontrano difficoltà quando applicati alla lavorazione di metalli sottili, lo stampaggio e lo stampaggio sono in molti casi inadatti, mentre il taglio laser e ad acqua portano rispettivamente a livelli sproporzionati e inaccettabili di deformazione termica e frammentazione del materiale. è fondamentale per l'integrità dell'assieme.importante.
Un'area chiave in cui vengono utilizzate le piastre è nelle applicazioni delle celle a combustibile realizzate in acciaio inossidabile, alluminio, nichel, titanio, rame e una gamma di leghe speciali.
È stato riscontrato che le piastre metalliche nelle celle a combustibile presentano molti vantaggi rispetto ad altri materiali. Allo stesso tempo, sono molto resistenti, offrono un'eccellente conduttività per un migliore raffreddamento, possono essere fabbricate in modo estremamente sottile mediante incisione, risultando in pile più corte e non hanno finitura superficiale direzionale all'interno del canale. Le piastre possono essere formate e i canali creati contemporaneamente e, come accennato in precedenza, non viene creato alcuno stress termico nel metallo, garantendo un'assoluta planarità.
Il processo PCE garantisce tolleranze ripetibili su tutte le dimensioni della scheda chiave, compresa la profondità delle vie aeree e la geometria del collettore, e può produrre parti secondo specifiche di caduta di pressione rigorose.
Altre industrie che utilizzano lastre incise chimicamente includono motori lineari, industria aerospaziale, petrolchimica e chimica. Dopo la fabbricazione, le piastre vengono impilate e saldate per diffusione o brasate insieme per formare il nucleo dello scambiatore di calore. Gli scambiatori di calore finiti possono essere fino a sei volte più piccoli dei tradizionali scambiatori di calore "a fascio tubiero", offrendo eccellenti vantaggi in termini di spazio e peso.
Gli scambiatori di calore prodotti utilizzando PCE sono anche molto robusti ed efficienti, in grado di sopportare una pressione di 600 bar adattandosi a un intervallo di temperatura da criogenia a 900 gradi Celsius. È possibile combinare più di due flussi di processo in un'unica unità e soddisfare i requisiti su tubazioni e valvole sono notevolmente ridotti. Anche la reazione e la miscelazione possono essere integrate nel design dello scambiatore di calore a piastre, aggiungendo funzionalità in modo conveniente in una singola unità.
I requisiti odierni per una dissipazione del calore efficiente e salvaspazio rappresentano enormi sfide per molti ingegneri di sviluppo. La miniaturizzazione di molti componenti nella tecnologia elettrica e dei microsistemi crea i cosiddetti punti caldi termici, che richiedono una dissipazione del calore ottimale per garantire una lunga durata.
Utilizzando PCE 2D e 3D, è possibile fabbricare microcanali con larghezze e profondità definite negli scambiatori di calore per la selezione dei mezzi di dissipazione del calore nell'area più piccola. Non c'è quasi limite ai possibili design dei canali.
Inoltre, poiché il processo di incisione ispira innovazione progettuale e libertà geometrica, il flusso turbolento rispetto al flusso laminare può essere promosso attraverso l'uso di bordi e profondità dei canali ondulati. Il flusso turbolento nel mezzo di raffreddamento significa che il refrigerante a contatto con la fonte di calore cambia costantemente, il che rende lo scambio di calore più efficiente.
Lo specialista di PCE micrometal GmbH utilizza strumenti optoelettronici a prezzi competitivi per produrre pezzi di alta qualità con un alto grado di precisione ripetibile.
Le singole piastre a microcanali possono essere fissate (ad es. mediante saldatura per diffusione) a varie geometrie 3D. Micrometal si avvale di una rete di partner esperti che offre ai clienti la possibilità di acquistare singole piastre a microcanali o blocchi integrali di scambiatori di calore a microcanali.
Una sostanza avente proprietà metalliche e costituita da due o più elementi chimici, di cui almeno uno è un metallo.
Ridurre gli aumenti di temperatura del fluido all'interfaccia utensile/pezzo durante la lavorazione. Solitamente in forma liquida, come miscele solubili o chimiche (semisintetiche, sintetiche), ma può anche essere aria pressurizzata o altri gas. Grazie alla sua capacità di assorbire grandi quantità di calore, l'acqua è ampiamente utilizzata come refrigerante e vettore per vari composti da taglio e il rapporto tra acqua e composto varia a seconda dell'attività di lavorazione. Vedere fluido da taglio;fluido da taglio semisintetico;fluido da taglio ad olio solubile;fluido da taglio sintetico.
1. Diffusione di un componente in un gas, liquido o solido che tende a uniformare i componenti.2.Un atomo o una molecola si sposta spontaneamente in una nuova posizione all'interno del materiale.
Un'operazione in cui la corrente elettrica scorre tra un pezzo in lavorazione e uno strumento conduttivo attraverso un elettrolita. Avvia una reazione chimica che dissolve il metallo dal pezzo in lavorazione a una velocità controllata. A differenza dei metodi di taglio convenzionali, la durezza del pezzo in lavorazione non è un fattore, rendendo l'ECM adatto a materiali difficili da lavorare. Sotto forma di rettifica elettrochimica, levigatura elettrochimica e tornitura elettrochimica.
Funzionalmente come un motore rotativo in una macchina utensile, un motore lineare può essere pensato come un motore rotativo a magneti permanenti standard, tagliato assialmente al centro, quindi smontato e appiattito.
Componenti con spaziatura più ampia nella struttura della superficie. Include tutte le irregolarità con spaziatura maggiore rispetto all'impostazione di cutoff dello strumento. Vedere Flusso;Dire bugie;Rugosità.
Il dott. Michael J. Hicks è direttore del Center for Business and Economic Research e George and Francis Ball Distinguished Professor of Economics presso la Miller School of Business della Ball State University. Hicks ha conseguito il dottorato di ricerca.e un Master in Economia presso l'Università del Tennessee e una laurea in Economia presso il Virginia Military Institute. È autore di due libri e più di 60 pubblicazioni accademiche incentrate sulle politiche pubbliche statali e locali, comprese le politiche fiscali e di spesa e l'impatto di Walmart sulle economie locali.