Doskové výmenníky tepla existujú v mnohých priemyselných aplikáciách a na prenos tepla medzi dvoma kvapalinami používajú predovšetkým kovové dosky.
Ich používanie rýchlo rastie, pretože prekonávajú tradičné výmenníky tepla (zvyčajne špirálová trubica obsahujúca jednu tekutinu, ktorá prechádza komorou obsahujúcou inú tekutinu), pretože chladená tekutina má väčšiu kontaktnú plochu, čo optimalizuje prenos tepla a výrazne zvyšuje rýchlosť zmeny teploty.
Namiesto cievok prechádzajúcich komorami sú v doskovom výmenníku tepla dve striedajúce sa komory, zvyčajne s tenkou hĺbkou, oddelené vlnitými kovovými doskami na ich najväčších plochách. Komora je tenká, pretože to zabezpečuje, že väčšina objemu kvapaliny je v kontakte s doskou, čo napomáha výmene tepla.
Takéto dosky na výmenu tepla sa tradične vyrábali lisovaním alebo konvenčným obrábaním, ako je hlboké ťahanie, ale nedávno sa fotochemické leptanie (PCE) ukázalo ako najefektívnejšia a najnákladovo najvýhodnejšia výrobná technika dostupná pre túto náročnú aplikáciu. Elektrochemické obrábanie (ECM) je ďalšia alternatívna technológia, ktorá dokáže vyrábať veľmi presné diely v dávkach, ale tento proces vyžaduje veľmi vysokú úroveň počiatočných investícií, je obmedzený na vodivé materiály, spotrebúva veľa energie, návrh a výroba nástrojov je náročná a obrobok je odolný voči korózii. Korózia obrábacích strojov a upínacích prípravkov bola vždy problémom.
Často obe strany doskového výmenníka tepla obsahujú extrémne zložité prvky, ktoré niekedy presahujú možnosti lisovania a obrábania, ale dajú sa ľahko dosiahnuť pomocou PCE. Okrem toho PCE dokáže generovať prvky na oboch stranách dosky súčasne, čím šetrí značný čas, a tento proces je možné aplikovať na celý rad rôznych kovov vrátane nehrdzavejúcej ocele, Inconel 617, hliníka a titánu.
Vďaka niektorým inherentným vlastnostiam procesu ponúka PCE atraktívnu alternatívu pre lisovanie a obrábanie plechov. Použitím fotorezistu a leptadla na presné chemické spracovanie vybraných oblastí sa tento proces vyznačuje zachovanými materiálovými vlastnosťami, dielmi bez otrepov a pnutia s čistými kontúrami a bez tepelne ovplyvnených zón. Okrem toho, kvapalné leptacie médium vytvára optimálnu štruktúru pre kvapalné chladiace médium použité v plechu. Tieto štruktúry nemajú žiadne rohy a hrany náchylné na koróziu.
V kombinácii s tým, že PCE používa ľahko opakovateľné a lacné digitálne alebo sklenené nástroje, poskytuje nákladovo efektívnu, vysoko presnú a rýchlu výrobnú alternatívu k tradičným obrábacím technikám a lisovaniu. To znamená značné úspory nákladov pri výrobe prototypových nástrojov a na rozdiel od lisovacích a obrábacích techník nedochádza k opotrebovaniu nástrojov a nákladom spojeným s opätovným rezaním ocele.
Obrábanie a lisovanie môžu na reznej línii kovu viesť k menej dokonalým výsledkom, často deformujúcim obrábaný materiál a zanechávajúcim otrepy, tepelne ovplyvnené zóny a vrstvy prelievania. Okrem toho sa snažia splniť rozlíšenie detailov potrebné pre menšie, zložitejšie a presnejšie kovové diely, ako sú napríklad dosky na výmenu tepla.
Ďalším faktorom, ktorý treba zvážiť pri výbere procesu, je hrúbka obrábaného materiálu. Tradičné procesy sa často stretávajú s ťažkosťami pri použití na spracovanie tenkých kovov, lisovanie a razenie sú v mnohých prípadoch nevhodné, zatiaľ čo laserové a vodné rezanie vedú k neprimeranej a neprijateľnej úrovni tepelnej deformácie a fragmentácie materiálu. Hoci sa PCE môže používať v rôznych hrúbkach kovov, kľúčovou vlastnosťou je, že dokáže pracovať s tenšími plechmi, ako sú tie, ktoré sa používajú v doskových výmenníkoch tepla, bez toho, aby sa ohrozila rovinnosť, ktorá je rozhodujúca pre integritu zostavy. Dôležité.
Kľúčovou oblasťou použitia dosiek sú aplikácie v palivových článkoch vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, hliníka, niklu, titánu, medi a radu špeciálnych zliatin.
Zistilo sa, že kovové dosky v palivových článkoch majú oproti iným materiálom mnoho výhod. Zároveň sú veľmi pevné, ponúkajú vynikajúcu elektrickú vodivosť pre lepšie chladenie, dajú sa vyrobiť extrémne tenké leptaním, čo vedie ku kratším vrstvám, a nemajú žiadnu smerovú povrchovú úpravu v kanáli. Dosky sa dajú tvarovať a kanály vytvárať súčasne a ako už bolo spomenuté, v kove sa nevytvára žiadne tepelné napätie, čo zaisťuje absolútnu rovinnosť.
Proces PCE zaisťuje opakovateľné tolerancie všetkých rozmerov dosky kľúčov vrátane hĺbky dýchacích ciest a geometrie rozdeľovača a umožňuje výrobu dielov s prísnymi špecifikáciami poklesu tlaku.
Medzi ďalšie odvetvia, ktoré používajú chemicky leptané plechy, patria lineárne motory, letecký, petrochemický a chemický priemysel. Po výrobe sa plechy stohujú a difúzne spájajú alebo spájkujú, čím sa vytvorí jadro výmenníka tepla. Hotové výmenníky tepla môžu byť až šesťkrát menšie ako tradičné rúrkové výmenníky tepla, čo poskytuje vynikajúce priestorové a hmotnostné výhody.
Výmenníky tepla vyrobené s použitím PCE sú tiež veľmi robustné a účinné, schopné odolať tlaku 600 barov a zároveň sa prispôsobiť teplotnému rozsahu od kryogénnych podmienok do 900 stupňov Celzia. Je možné kombinovať viac ako dva procesné prúdy do jednej jednotky a splniť požiadavky na potrubie a ventily, ktoré sú výrazne znížené. Reakciu a miešanie je možné tiež integrovať do konštrukcie doskového výmenníka tepla, čím sa nákladovo efektívne pridá funkčnosť v jednej jednotke.
Dnešné požiadavky na efektívny a priestorovo úsporný odvod tepla predstavujú pre mnohých vývojových inžinierov obrovské výzvy. Miniaturizácia mnohých komponentov v elektrotechnike a mikrosystémových technológiách vytvára tzv. tepelné horúce miesta, ktoré vyžadujú optimálny odvod tepla, aby sa zabezpečila dlhá životnosť.
Pomocou 2D a 3D PCE je možné vo výmenníkoch tepla vyrobiť mikrokanály s definovanou šírkou a hĺbkou pre výber média na odvod tepla v najmenšej oblasti. Možné návrhy kanálov sú takmer neobmedzené.
Okrem toho, keďže proces leptania inšpiruje inovácie v dizajne a geometrickú slobodu, turbulentné prúdenie na rozdiel od laminárneho prúdenia je možné podporiť použitím zvlnených hrán a hĺbok kanálov. Turbulentné prúdenie v chladiacom médiu znamená, že chladivo v kontakte so zdrojom tepla sa neustále mení, čo zvyšuje účinnosť výmeny tepla. Takéto zvlnenie a nerovnosti v mikrokanáloch vo výmenníkoch tepla sa dajú ľahko vytvoriť pomocou PCE, ale nie je možné alebo nákladovo náročné ich vyrobiť pomocou alternatívnych výrobných procesov.
Spoločnosť PCE micrometal GmbH, špecialista na výrobu, používa cenovo konkurencieschopné optoelektronické nástroje na výrobu vysoko kvalitných obrobkov s vysokým stupňom opakovateľnej presnosti.
Jednotlivé mikrokanálové dosky je možné pripevniť (napr. difúznym zváraním) k rôznym 3D geometriám. Spoločnosť micrometal využíva skúsenú partnerskú sieť, ktorá zákazníkom dáva možnosť zakúpiť si jednotlivé mikrokanálové dosky alebo integrované bloky mikrokanálového výmenníka tepla.
Látka s kovovými vlastnosťami, ktorá sa skladá z dvoch alebo viacerých chemických prvkov, z ktorých aspoň jeden je kov.
Znižuje zvýšenie teploty kvapaliny na rozhraní nástroj/obrobok počas obrábania. Zvyčajne v kvapalnej forme, ako sú rozpustné alebo chemické zmesi (polosyntetické, syntetické), ale môže to byť aj stlačený vzduch alebo iné plyny. Vďaka svojej schopnosti absorbovať veľké množstvo tepla sa voda široko používa ako chladiaca kvapalina a nosič pre rôzne rezné zmesi a pomer vody k zmesi sa mení v závislosti od úlohy obrábania. Pozri rezná kvapalina; polosyntetická rezná kvapalina; rozpustná olejová rezná kvapalina; syntetická rezná kvapalina.
1. Rozloženie zložky v plyne, kvapaline alebo pevnej látke, ktoré vedie k rovnomernému zloženiu vo všetkých častiach. 2. Atóm alebo molekula sa spontánne presunie na nové miesto v materiáli.
Operácia, pri ktorej elektrický prúd preteká medzi obrobkom a vodivým nástrojom cez elektrolyt. Iniciuje chemickú reakciu, ktorá rozpúšťa kov z obrobku kontrolovanou rýchlosťou. Na rozdiel od konvenčných metód rezania nie je tvrdosť obrobku faktorom, vďaka čomu je ECM vhodná pre ťažko obrábateľné materiály. Vo forme elektrochemického brúsenia, elektrochemického honovania a elektrochemického sústruženia.
Lineárny motor, ktorý je funkčne rovnaký ako rotačný motor v obrábacom stroji, možno považovať za štandardný rotačný motor s permanentným magnetom, axiálne rozrezaný v strede, potom odizolovaný a položený naplocho. Hlavnou výhodou použitia lineárnych motorov na pohon osového pohybu je, že eliminuje neefektívnosť a mechanické rozdiely spôsobené montážnymi systémami s guľôčkovými skrutkami používanými vo väčšine CNC obrábacích strojov.
V textúre povrchu sú komponenty rozmiestnené v širšej vzdialenosti. Zahrňte všetky nerovnosti rozmiestnené v širšej vzdialenosti, ako je nastavenie medznej hodnoty prístroja. Pozri Prietok; Polohovanie; Drsnosť.
Dr. Michael J. Hicks je riaditeľom Centra pre obchodný a ekonomický výskum a významným profesorom ekonómie Georgea a Francisa Balla na Miller School of Business na Ball State University. Hicks získal doktorát a magisterský titul v odbore ekonómia na University of Tennessee a bakalársky titul v odbore ekonómia na Virginia Military Institute. Je autorom dvoch kníh a viac ako 60 vedeckých publikácií zameraných na štátnu a miestnu verejnú politiku vrátane daňovej a výdavkovej politiky a vplyvu Walmartu na miestne ekonomiky.