Plattvärmeväxlare finns i många industriella tillämpningar och använder främst metallplattor för att överföra värme mellan två vätskor.
Deras användning växer snabbt eftersom de överträffar traditionella värmeväxlare (vanligtvis ett lindat rör som innehåller en vätska som passerar genom en kammare som innehåller en annan vätska) eftersom vätskan som kyls är större ytkontakt, vilket optimerar värmeöverföringen och avsevärt ökar hastigheten för temperaturförändringar.
Istället för spolar som passerar genom kamrarna, i en plattvärmeväxlare, finns det två alternerande kammare, vanligtvis tunna på djupet, åtskilda av korrugerade metallplåtar på sina största ytor.Kammaren är tunn, eftersom detta säkerställer att det mesta av vätskevolymen är i kontakt med plattan, vilket underlättar värmeväxlingen.
Sådana värmeväxlarplattor har traditionellt tillverkats med hjälp av stansning eller konventionell bearbetning såsom djupdragning, men nyligen har fotokemisk etsning (PCE) visat sig vara den mest effektiva och kostnadseffektiva tillverkningstekniken som finns tillgänglig för denna rigorösa applikation. Elektrokemisk bearbetning (ECM) är en annan alternativ teknik som kan tillverka mycket exakta delar i partier, men denna process kräver mycket energi i förväg, men den här processen kräver mycket energi i förväg. konstruktion och tillverkning av verktyg är svår, och arbetsstycket. Korrosionen av verktygsmaskiner och fixturer har alltid varit en huvudvärk.
Ofta innehåller båda sidor av en plattvärmeväxlare extremt komplexa egenskaper som ibland ligger utanför kapaciteten för stansning och bearbetning, men som lätt kan uppnås med PCE. Dessutom kan PCE generera funktioner på båda sidor av plattan samtidigt, vilket sparar betydande tid, och processen kan appliceras på en rad olika metaller, inklusive rostfritt stål, Inconel 617, aluminum.
På grund av vissa inneboende egenskaper hos processen, erbjuder PCE ett attraktivt alternativ för stansning och bearbetning i plåttillämpningar. Genom att använda fotoresist och etsmedel för att exakt kemiskt bearbeta utvalda områden, har processen bevarade materialegenskaper, grad- och spänningsfria delar med rena konturer och inga värmepåverkade zoner. Dessutom skapar vätskeplåten ingen optimal struktur för etsningsmediet i vätskeplåten. s och kanter mottagliga för korrosion.
Kombinerat med det faktum att PCE använder lätt repeterbara och billiga digitala verktyg eller verktyg av glas, ger det ett kostnadseffektivt, högnoggrannt och snabbt tillverkningsalternativ till traditionella bearbetningstekniker och stansning. Detta innebär betydande kostnadsbesparingar vid tillverkning av prototypverktyg, och till skillnad från stansnings- och bearbetningstekniker är det inget verktygsslitage och kostnad förknippad med omskärning av stål.
Bearbetning och stansning kan ge mindre än perfekta resultat på metall vid skärlinjen, ofta deformerar materialet som bearbetas och lämnar grader, värmepåverkade zoner och omgjutna lager. Dessutom strävar de efter att möta den detaljupplösning som krävs för mindre, mer komplexa och mer exakta metalldelar som värmeväxlarplattor.
En annan faktor att ta hänsyn till vid val av processer är tjockleken på materialet som ska bearbetas. Traditionella processer stöter ofta på svårigheter när de tillämpas på tunn metallbearbetning, stansning och stansning är i många fall olämpliga, medan laser- och vattenskärning leder till oproportionerliga och oacceptabla nivåer av termisk deformation respektive materialfragmentering. såsom de som används i plattvärmeväxlare, utan att kompromissa med planheten, vilket är avgörande för aggregatets integritet.Viktig.
Ett nyckelområde där plattor används är i bränslecellsapplikationer gjorda av rostfritt stål, aluminium, nickel, titan, koppar och en rad speciallegeringar.
Metallplåtar i bränsleceller har visat sig ha många fördelar gentemot andra material. Samtidigt är de mycket starka, erbjuder utmärkt ledningsförmåga för bättre kylning, kan tillverkas extremt tunna med etsning, vilket resulterar i kortare stackar, och har ingen riktad ytfinish i kanalen. Plåtar kan formas och kanaler skapas samtidigt, och som nämnts ovan, skapas ingen metallpåkänning, en absolut platta spänning.
PCE-processen säkerställer repeterbara toleranser på alla tangentbordsdimensioner, inklusive luftvägsdjup och grenrörsgeometri, och kan tillverka delar med snäva tryckfallsspecifikationer.
Andra industrier som använder kemiskt etsade plåtar inkluderar linjärmotorer, flyg-, petrokemiska och kemiska industrier. Efter tillverkningen staplas plattorna och diffusionsbondas eller löds samman för att göra kärnan i värmeväxlaren. Färdiga värmeväxlare kan vara upp till sex gånger mindre än traditionella "skal och rör" värmeväxlare, vilket ger utmärkta utrymmes- och viktfördelar.
Värmeväxlare som tillverkas med PCE är också mycket robusta och effektiva, klarar av ett tryck på 600 bar samtidigt som de anpassar sig till ett temperaturområde från kryogen till 900 grader Celsius. Det är möjligt att kombinera mer än två processströmmar till en enhet och uppfylla kraven på rörledningar och ventiler reduceras avsevärt. Reaktion och blandning kan också integreras i en plattvärmeväxlare med kostnadseffektiv design.
Dagens krav på effektiv och utrymmesbesparande värmeavledning innebär enorma utmaningar för många utvecklingsingenjörer. Miniatyriseringen av många komponenter inom el- och mikrosystemteknik skapar så kallade termiska hot spots, som kräver optimal värmeavledning för att säkerställa en lång livslängd.
Med hjälp av 2D och 3D PCE kan mikrokanaler med definierade bredder och djup tillverkas i värmeväxlare för val av värmeavledningsmedia i den minsta ytan. Det finns nästan ingen gräns för möjliga kanaldesigner.
Dessutom, eftersom etsningsprocessen inspirerar designinnovation och geometrisk frihet, kan turbulent flöde i motsats till laminärt flöde främjas genom användning av vågiga kanalkanter och djup. Turbulent flöde i kylmediet innebär att kylvätskan i kontakt med värmekällan ständigt förändras, vilket gör värmeväxlingen mer effektiv. Sådana korrugeringar i PCE-kanaler är inte möjliga, men är lätta att producera genom mikrovågor och värmeväxlar. eller kostnadskrävande att producera med hjälp av alternativa tillverkningsprocesser.
PCE-specialisten micrometal GmbH använder konkurrenskraftigt prissatta optoelektroniska verktyg för att producera högkvalitativa arbetsstycken med en hög grad av repeterbar noggrannhet.
Individuella mikrokanalplattor kan fästas (t.ex. genom diffusionssvetsning) till olika 3D-geometrier. micrometal använder ett erfaret partnernätverk som ger kunderna möjlighet att köpa individuella mikrokanalplattor eller integrerade mikrokanalvärmeväxlarblock.
Ett ämne med metalliska egenskaper och som består av två eller flera kemiska grundämnen, varav minst en är en metall.
Minska vätsketemperaturökningar vid gränssnittet mellan verktyg och arbetsstycke under bearbetning. Vanligtvis i flytande form, såsom lösliga eller kemiska blandningar (halvsyntetiska, syntetiska), men kan också vara trycksatt luft eller andra gaser. På grund av sin förmåga att absorbera stora mängder värme, används vatten i stor utsträckning som kylmedel och bärare för olika skärande föreningar och blandningsförhållandet, och varierar förhållandet mellan skärning och skärvätska.halvsyntetisk skärvätska;löslig oljeskärvätska;syntetisk skärvätska.
1. Diffusion av en komponent i en gas, vätska eller fast ämne som tenderar att göra komponenterna enhetliga.2.En atom eller molekyl flyttar spontant till en ny plats i materialet.
En operation där elektrisk ström flyter mellan ett arbetsstycke och ett ledande verktyg genom en elektrolyt. Initierar en kemisk reaktion som löser upp metall från arbetsstycket med en kontrollerad hastighet.Till skillnad från konventionella skärmetoder är arbetsstyckets hårdhet inte en faktor, vilket gör ECM lämplig för svårbearbetade material.I form av elektrokemisk slipning, elektrokemisk honing och elektrokemisk svarvning.
Funktionellt samma som en roterande motor i en verktygsmaskin, en linjärmotor kan ses som en vanlig permanentmagnet rotationsmotor, skärs axiellt i mitten, sedan avskalad och läggs platt. Den största fördelen med att använda linjärmotorer för att driva axelrörelser är att den eliminerar ineffektiviteten och de mekaniska skillnaderna som orsakas av de kulskruvsmonteringssystemen som används i de flesta CNC-maskiner.
Komponenter med bredare avstånd i ytstrukturen. Inkludera alla ojämnheter som är bredare än instrumentets cutoff-inställning. Se Flöde;Liggande;Grovhet.
Dr. Michael J. Hicks är chef för Center for Business and Economic Research och George och Francis Balls framstående professor i ekonomi vid Ball State Universitys Miller School of Business. Hicks tog sin doktorsexamen.och MA i ekonomi från University of Tennessee och en BA i ekonomi från Virginia Military Institute. Han har skrivit två böcker och mer än 60 vetenskapliga publikationer som fokuserar på statlig och lokal offentlig politik, inklusive skatte- och utgiftspolitik och Walmarts inverkan på lokala ekonomier.