Platenwarmtewisselaars bestaan ​​in veel industriële toepassingen en gebruiken voornamelijk metalen platen om warmte over te dragen tussen twee vloeistoffen.
Hun gebruik neemt snel toe omdat ze beter presteren dan traditionele warmtewisselaars (meestal een opgerolde buis die één vloeistof bevat die door een kamer gaat die een andere vloeistof bevat) omdat de vloeistof die wordt gekoeld contact heeft met een groter oppervlak, wat de warmteoverdracht optimaliseert en de snelheid van temperatuurverandering aanzienlijk verhoogt.
In plaats van spoelen die door de kamers gaan, zijn er in een platenwarmtewisselaar twee afwisselende kamers, meestal met een geringe diepte, gescheiden door gegolfde metalen platen aan hun grootste oppervlakken. De kamer is dun, omdat dit ervoor zorgt dat het grootste deel van het vloeistofvolume in contact is met de plaat, wat de warmte-uitwisseling bevordert.
Dergelijke warmtewisselplaten worden van oudsher vervaardigd met behulp van stansen of conventionele bewerkingen zoals dieptrekken, maar recentelijk is fotochemisch etsen (PCE) de meest efficiënte en kosteneffectieve fabricagetechniek gebleken die beschikbaar is voor deze rigoureuze toepassing. Elektrochemische bewerking (ECM) is een andere alternatieve technologie die zeer nauwkeurige onderdelen in batches kan vervaardigen, maar dit proces vereist een zeer hoog niveau van investeringen vooraf, is beperkt tot geleidende materialen, verbruikt veel energie, het ontwerp en de fabricage van gereedschappen is moeilijk en het werkstuk corroest van werktuigmachines en armaturen is altijd een hoofdpijn geweest.
Vaak bevatten beide zijden van een platenwarmtewisselaar uiterst complexe kenmerken die soms de mogelijkheden van stansen en machinale bewerking te boven gaan, maar die eenvoudig kunnen worden bereikt met behulp van PCE. Bovendien kan PCE kenmerken aan beide zijden van de plaat tegelijkertijd genereren, wat veel tijd bespaart, en het proces kan worden toegepast op een reeks verschillende metalen, waaronder roestvrij staal, Inconel 617, aluminium en titanium.
Vanwege enkele inherente kenmerken van het proces, biedt PCE een aantrekkelijk alternatief voor stansen en machinaal bewerken in plaatwerktoepassingen. Door gebruik te maken van fotoresist en etsmiddel om geselecteerde gebieden nauwkeurig chemisch te bewerken, beschikt het proces over behouden materiaaleigenschappen, braam- en spanningsvrije onderdelen met zuivere contouren en geen door warmte beïnvloede zones. Bovendien creëert het vloeibare etsmedium een ​​optimale structuur voor het vloeibare koelmedium dat in de plaat wordt gebruikt. Deze structuren hebben geen hoeken en randen die gevoelig zijn voor corrosie.
Gecombineerd met het feit dat PCE gemakkelijk herhaalbare en goedkope digitale of glasgereedschappen gebruikt, biedt het een kosteneffectief, zeer nauwkeurig en snel fabricagealternatief voor traditionele bewerkingstechnieken en stansen.
Machinaal bewerken en stansen kan minder dan perfecte resultaten opleveren op metaal bij de snijlijn, waarbij het materiaal dat wordt bewerkt vaak vervormt en bramen, door warmte beïnvloede zones en herschikte lagen achterblijven. Bovendien streven ze ernaar om te voldoen aan de detailresolutie die vereist is voor kleinere, complexere en nauwkeurigere metalen onderdelen zoals warmtewisselplaten.
Een andere factor waarmee rekening moet worden gehouden bij de proceskeuze is de dikte van het te bewerken materiaal. Traditionele processen stuiten vaak op moeilijkheden bij de verwerking van dunne metalen, stampen en stansen zijn in veel gevallen ongeschikt, terwijl laser- en watersnijden leiden tot onevenredige en onaanvaardbare niveaus van respectievelijk thermische vervorming en materiaalfragmentatie. de integriteit van de vergadering.belangrijk.
Een belangrijk gebied waar platen worden gebruikt, is in brandstofceltoepassingen gemaakt van roestvrij staal, aluminium, nikkel, titanium, koper en een reeks speciale legeringen.
Metaalplaten in brandstofcellen blijken veel voordelen te hebben ten opzichte van andere materialen. Tegelijkertijd zijn ze erg sterk, bieden ze een uitstekende elektrische geleidbaarheid voor betere koeling, kunnen ze extreem dun worden vervaardigd door middel van etsen, wat resulteert in kortere stapels, en hebben ze geen directionele oppervlakteafwerking in het kanaal. Platen kunnen tegelijkertijd worden gevormd en kanalen worden gemaakt, en zoals hierboven vermeld, ontstaat er geen thermische spanning in het metaal, wat absolute vlakheid garandeert.
Het PCE-proces zorgt voor herhaalbare toleranties op alle toetsenbordafmetingen, inclusief luchtwegdiepte en verdeelstukgeometrie, en kan onderdelen vervaardigen volgens strikte drukvalspecificaties.
Andere industrieën die chemisch geëtste platen gebruiken, zijn lineaire motoren, ruimtevaart, petrochemische en chemische industrieën. Na fabricage worden de platen gestapeld en diffusiegebonden of gesoldeerd om de kern van de warmtewisselaar te vormen. Afgewerkte warmtewisselaars kunnen tot zes keer kleiner zijn dan traditionele "shell and tube" warmtewisselaars, wat uitstekende ruimte- en gewichtsvoordelen oplevert.
Warmtewisselaars geproduceerd met behulp van PCE zijn ook zeer robuust en efficiënt, in staat om een ​​druk van 600 bar te weerstaan ​​en zich aan te passen aan een temperatuurbereik van cryogene tot 900 graden Celsius. Het is mogelijk om meer dan twee processtromen in één unit te combineren en de vereisten voor leidingen en kleppen worden aanzienlijk verminderd.
De hedendaagse eisen aan een efficiënte en ruimtebesparende warmteafvoer vormen een enorme uitdaging voor veel ontwikkelingsingenieurs. De miniaturisering van veel componenten in de elektrische en microsysteemtechnologie creëert zogenaamde thermische hotspots, die een optimale warmteafvoer vereisen om een ​​lange levensduur te garanderen.
Met behulp van 2D- en 3D-PCE kunnen in warmtewisselaars microkanalen met gedefinieerde breedten en diepten worden vervaardigd voor de selectie van warmteafvoermedia in het kleinste gebied. Er zijn bijna geen grenzen aan de mogelijke kanaalontwerpen.
Bovendien, aangezien het etsproces ontwerpinnovatie en geometrische vrijheid inspireert, kan turbulente stroming in tegenstelling tot laminaire stroming worden bevorderd door het gebruik van golvende kanaalranden en diepten. Turbulente stroming in het koelmedium betekent dat het koelmiddel dat in contact komt met de warmtebron voortdurend verandert, wat de warmte-uitwisseling efficiënter maakt. Dergelijke golvingen en onregelmatigheden in microkanalen in warmtewisselaars kunnen eenvoudig worden geproduceerd door PCE, maar zijn niet mogelijk of kostbaar om te produceren met alternatieve productieprocessen.
PCE-specialist micrometal GmbH maakt met scherp geprijsde opto-elektronische gereedschappen hoogwaardige werkstukken met een hoge herhaalnauwkeurigheid.
Individuele microkanaalplaten kunnen worden bevestigd (bijv. door diffusielassen) aan verschillende 3D-geometrieën. micrometal maakt gebruik van een ervaren partnernetwerk dat klanten de mogelijkheid biedt om individuele microkanaalplaten of integrale microkanaal warmtewisselaarblokken aan te schaffen.
Een stof met metaalachtige eigenschappen die bestaat uit twee of meer chemische elementen, waarvan er ten minste één een metaal is.
Verlaag de stijging van de vloeistoftemperatuur op het raakvlak tussen gereedschap en werkstuk tijdens de bewerking. Meestal in vloeibare vorm, zoals oplosbare of chemische mengsels (semi-synthetisch, synthetisch), maar kan ook perslucht of andere gassen zijn. Vanwege het vermogen om grote hoeveelheden warmte te absorberen, wordt water veel gebruikt als koelmiddel en drager voor verschillende snijmaterialen, en de verhouding van water tot verbinding varieert met de bewerkingstaak. Zie snijvloeistof;semi-synthetische snijvloeistof;oplosbare olie snijvloeistof;synthetische snijvloeistof.
1. De verdeling van een component in een gas, vloeistof of vaste stof die de neiging heeft om de samenstelling in alle delen uniform te maken.2.Een atoom of molecuul beweegt spontaan naar een nieuwe locatie in het materiaal.
Een bewerking waarbij elektrische stroom door een elektrolyt tussen een werkstuk en een geleidend gereedschap stroomt. Brengt een chemische reactie op gang die metaal met een gecontroleerde snelheid uit het werkstuk oplost. In tegenstelling tot conventionele snijmethoden is de hardheid van het werkstuk geen factor, waardoor ECM geschikt is voor moeilijk te bewerken materialen. In de vorm van elektrochemisch slijpen, elektrochemisch honen en elektrochemisch draaien.
Functioneel hetzelfde als een roterende motor in een werktuigmachine, kan een lineaire motor worden gezien als een standaard roterende motor met permanente magneet, axiaal in het midden gesneden, vervolgens gestript en plat gelegd. Het belangrijkste voordeel van het gebruik van lineaire motoren om asbeweging aan te drijven, is dat het de inefficiënties en mechanische verschillen elimineert die worden veroorzaakt door de kogelomloopspindel-montagesystemen die in de meeste CNC-bewerkingsmachines worden gebruikt.
Breder uit elkaar geplaatste componenten in de oppervlaktetextuur. Neem alle onregelmatigheden op die breder zijn uit elkaar geplaatst dan de afkapinstelling van het instrument. Zie Stroom;Leugen;Ruwheid.
Dr. Michael J. Hicks is directeur van het Center for Business and Economic Research en de George en Francis Ball Distinguished Professor of Economics aan de Miller School of Business van de Ball State University. Hicks behaalde zijn Ph.D.en MA in Economie van de Universiteit van Tennessee en een BA in Economie van het Virginia Military Institute. Hij is auteur van twee boeken en meer dan 60 wetenschappelijke publicaties gericht op staats- en lokaal overheidsbeleid, waaronder belasting- en uitgavenbeleid en de impact van Walmart op lokale economieën.