Пластинчасті теплообмінники існують у багатьох промислових застосуваннях і переважно використовують металеві пластини для передачі тепла між двома рідинами.
Їх використання швидко зростає, оскільки вони перевершують традиційні теплообмінники (зазвичай це згорнута труба, що містить одну рідину, яка проходить через камеру, що містить іншу рідину), оскільки рідина, що охолоджується, має більший контакт із поверхнею, що оптимізує теплопередачу та значно збільшує швидкість зміни температури.
Замість змійовиків, що проходять через камери, у пластинчастому теплообміннику є дві чергуються камери, зазвичай тонкі по глибині, розділені гофрованими металевими пластинами на їхніх найбільших поверхнях. Камера тонка, оскільки це забезпечує контакт більшої частини рідини з пластиною, сприяючи теплообміну.
Такі теплообмінні пластини традиційно виготовляли за допомогою штампування або традиційної механічної обробки, як-от глибокої витяжки, але нещодавно фотохімічне травлення (PCE) виявилося найефективнішою та рентабельною технікою виготовлення, доступною для цього суворого застосування. Електрохімічна обробка (ECM) — це ще одна альтернативна технологія, яка дозволяє виготовляти дуже точні деталі партіями, але цей процес вимагає дуже високого рівня початкових інвестицій, обмежується провідними матеріалами, споживає багато енергії, проектування та виготовлення інструментів є складним, а заготовка. Корозія верстатів і пристосувань завжди була головним болем.
Часто обидві сторони пластинчастого теплообмінника містять надзвичайно складні елементи, які іноді виходять за рамки можливостей штампування та механічної обробки, але легко досягаються за допомогою PCE. Крім того, PCE може генерувати елементи на обох сторонах пластини одночасно, заощаджуючи значний час, і цей процес можна застосовувати до ряду різних металів, включаючи нержавіючу сталь, інконель 617, алюміній і титан.
Завдяки деяким невід'ємним характеристикам процесу PCE пропонує привабливу альтернативу для штампування та обробки листового металу. Використання фоторезисту та травника для точної хімічної обробки вибраних ділянок забезпечує збереження властивостей матеріалу, деталі без задирок і напруг з чистими контурами та без зон впливу тепла. Крім того, рідке середовище для травлення створює оптимальну структуру для рідинного охолоджувального середовища, що використовується в пластині. Ці структури не мають кутів і краю, схильні до корозії.
У поєднанні з тим фактом, що PCE використовує легко повторювані та недорогі цифрові або скляні інструменти, це забезпечує економічно ефективну, високоточну та швидку виробничу альтернативу традиційним методам обробки та штампуванню. Це означає значну економію під час виробництва прототипів інструментів, і, на відміну від методів штампування та обробки, немає зносу інструменту та витрат, пов’язаних із повторним різанням сталі.
Механічна обробка та штампування можуть дати не ідеальні результати на металі на лінії розрізу, часто деформуючи оброблюваний матеріал і залишаючи задирки, зони термічного впливу та перероблені шари. Крім того, вони прагнуть забезпечити роздільну здатність деталей, необхідну для менших, складніших і точніших металевих деталей, таких як теплообмінні пластини.
Іншим фактором, який слід враховувати при виборі процесу, є товщина матеріалу, що підлягає механічній обробці. Традиційні процеси часто стикаються з труднощами при застосуванні для обробки тонкого металу, штампування та штампування в багатьох випадках непридатні, тоді як лазерне та водяне різання призводять до непропорційних і неприйнятних рівнів термічної деформації та фрагментації матеріалу, відповідно. Хоча PCE можна використовувати в різних товщинах металу, ключовою властивістю є те, що він може працювати на тонших металевих листах, таких як ті, що використовуються в теплообмінних пластинах. rs, без шкоди для плоскості, яка є критичною для цілісності збірки.важливо.
Ключовою сферою використання пластин є використання паливних елементів із нержавіючої сталі, алюмінію, нікелю, титану, міді та ряду спеціальних сплавів.
Було виявлено, що металеві пластини в паливних елементах мають багато переваг перед іншими матеріалами. У той же час вони дуже міцні, забезпечують чудову провідність для кращого охолодження, можуть бути виготовлені надзвичайно тонкими за допомогою травлення, що призводить до коротших пакетів, і не мають спрямованої обробки поверхні всередині каналу. Пластини можна формувати та створювати канали одночасно, і, як згадувалося вище, у металі не створюється термічного напруження, що забезпечує абсолютну площинність.
Процес PCE забезпечує повторювані допуски для всіх ключових розмірів плати, включаючи глибину дихальних шляхів і геометрію колектора, і може виготовляти деталі відповідно до специфікацій із жорстким перепадом тиску.
Інші галузі промисловості, які використовують листи з хімічним травленням, включають лінійні двигуни, аерокосмічну, нафтохімічну та хімічну промисловість. Після виготовлення пластини складають у стопку та дифузійно скріплюють або паяють разом, щоб зробити серцевину теплообмінника. Готові теплообмінники можуть бути в шість разів меншими за традиційні «кожухотрубні» теплообмінники, забезпечуючи чудову перевагу в просторі та вазі.
Теплообмінники, виготовлені з використанням PCE, також дуже міцні та ефективні, здатні витримувати тиск 600 бар, одночасно адаптуючись до температурного діапазону від кріогенних до 900 градусів Цельсія. Можна об’єднати більше двох технологічних потоків в один блок і значно зменшити вимоги до трубопроводів і клапанів. Реакція та змішування також можуть бути інтегровані в конструкцію пластинчастого теплообмінника, економічно ефективно додаючи функціональність в одному блокі.
Сучасні вимоги до ефективного та компактного розсіювання тепла створюють величезні проблеми для багатьох інженерів-розробників. Мініатюризація багатьох компонентів у електричних і мікросистемних технологіях створює так звані термічні гарячі точки, які потребують оптимального розсіювання тепла для забезпечення тривалого терміну служби.
Використовуючи 2D і 3D PCE, мікроканали з певною шириною і глибиною можуть бути виготовлені в теплообмінниках для вибору середовища розсіювання тепла в найменшій області. Можливі конструкції каналів майже не обмежені.
Крім того, оскільки процес травлення надихає на інновації в дизайні та геометричну свободу, турбулентний потік на відміну від ламінарного потоку може сприятися за допомогою хвилястих країв і глибин каналів. Турбулентний потік в охолоджувальному середовищі означає, що теплоносій, який контактує з джерелом тепла, постійно змінюється, що робить теплообмін більш ефективним. Такі гофри та нерівності в мікроканалах в теплообмінниках легко створюються PCE, але вони неможливі або недорогі. бажання виробляти з використанням альтернативних виробничих процесів.
Спеціаліст PCE micrometal GmbH використовує оптоелектронні інструменти за конкурентоспроможною ціною для виготовлення високоякісних заготовок із високою повторюваною точністю.
Окремі мікроканальні пластини можна прикріпити (наприклад, за допомогою дифузійного зварювання) до різних 3D-геометрій. Компанія micrometal використовує досвідчену партнерську мережу, яка надає клієнтам можливість придбати окремі мікроканальні пластини або цілісні мікроканальні теплообмінні блоки.
Речовина, що має металеві властивості і складається з двох або більше хімічних елементів, принаймні один з яких є металом.
Зменшити підвищення температури рідини на межі між інструментом і деталлю під час обробки. Зазвичай у рідкій формі, як-от розчинні або хімічні суміші (напівсинтетичні, синтетичні), але це також може бути повітря під тиском або інші гази. Завдяки своїй здатності поглинати велику кількість тепла вода широко використовується як охолоджуюча рідина та носій для різних ріжучих сумішей, а співвідношення води до суміші змінюється залежно від завдання обробки. Див.напівсинтетична СОЖ;розчинна рідина для різання масла;синтетична ріжуча рідина.
1. Дифузія компонента в газі, рідині або твердому тілі, що прагне зробити компоненти однорідними.2.Атом або молекула спонтанно переміщується в нове місце в матеріалі.
Операція, під час якої електричний струм протікає між деталлю та провідним інструментом через електроліт. Ініціює хімічну реакцію, яка розчиняє метал із деталі з контрольованою швидкістю. На відміну від звичайних методів різання, твердість деталі не є фактором, що робить ECM придатним для матеріалів, які важко обробляти. У формі електрохімічного шліфування, електрохімічного хонінгування та електрохімічного точіння.
Функціонально такий самий, як обертовий двигун у верстаті, лінійний двигун можна розглядати як стандартний обертовий двигун з постійним магнітом, розрізаний по осі в центрі, потім розібраний і покладений рівно. Основна перевага використання лінійних двигунів для приводу руху осі полягає в тому, що він усуває неефективність і механічні відмінності, викликані системами кулькових гвинтів, які використовуються в більшості верстатів з ЧПК.
Ширше розташовані компоненти в поверхневій текстурі. Включайте всі нерівності, розташовані ширше, ніж параметр відсічення інструменту. Див. Потік;лежачий;Шорсткість.
Доктор Майкл Дж. Хікс є директором Центру ділових та економічних досліджень і почесним професором економіки Джорджа та Френсіса Боллів у Школі бізнесу Міллера при університеті Болла. Хікс отримав ступінь доктора філософії.і ступінь магістра економіки в Університеті Теннессі та ступінь бакалавра економіки у Військовому інституті Вірджинії. Він є автором двох книг і понад 60 наукових публікацій, присвячених державній і місцевій державній політиці, зокрема податковій і витратній політиці та впливу Walmart на місцеву економіку.