Пластинчасті теплообмінники існують у багатьох промислових застосуваннях і в основному використовують металеві пластини для передачі тепла між двома рідинами.
Їх використання швидко зростає, оскільки вони перевершують традиційні теплообмінники (зазвичай спіральна трубка, що містить одну рідину, яка проходить через камеру, що містить іншу рідину), оскільки рідина, що охолоджується, має більшу площу поверхні контакту, що оптимізує теплопередачу та значно збільшує швидкість зміни температури.
Замість змійовиків, що проходять через камери, у пластинчастому теплообміннику є дві камери, що чергуються, зазвичай тонкої глибини, розділені гофрованими металевими пластинами на своїх найбільших поверхнях. Камера тонка, оскільки це забезпечує контакт більшої частини об'єму рідини з пластиною, що сприяє теплообміну.
Такі теплообмінні пластини традиційно виготовлялися за допомогою штампування або звичайної механічної обробки, такої як глибоке витягування, але нещодавно фотохімічне травлення (PCE) виявилося найефективнішим та економічно вигідним методом виготовлення, доступним для цього суворого застосування. Електрохімічна обробка (ECM) – це ще одна альтернативна технологія, яка може виготовляти дуже точні деталі партіями, але цей процес вимагає дуже високого рівня початкових інвестицій, обмежений провідними матеріалами, споживає багато енергії, проектування та виготовлення інструментів є складним, а заготовка – корозія верстатів та пристосувань.
Часто обидві сторони пластинчастого теплообмінника містять надзвичайно складні елементи, які іноді виходять за межі можливостей штампування та механічної обробки, але їх легко досягти за допомогою PCE. Крім того, PCE може створювати елементи з обох боків пластини одночасно, що значно заощаджує час, і процес можна застосовувати до низки різних металів, включаючи нержавіючу сталь, Inconel 617, алюміній та титан.
Завдяки деяким властивим характеристикам процесу, PCE пропонує привабливу альтернативу для штампування та обробки листового металу. Використовуючи фоторезист і травник для точної хімічної обробки вибраних ділянок, процес забезпечує збереження властивостей матеріалу, деталі без задирок і напружень з чистими контурами та без зон термічного впливу. Крім того, рідинне травильне середовище створює оптимальну структуру для рідинного охолоджувального середовища, що використовується в пластині. Ці структури не мають кутів і країв, схильних 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 штампування. Це означає значну економію коштів під час виготовлення прототипів інструментів, і на відміну від методів штампування та обробки, немає зносу інструменту та витрат, пов'язаних з повторним різанням сталі.
Механічна обробка та штампування можуть давати неідеальні результати на лінії різу металу, часто деформуючи оброблюваний матеріал та залишаючи задирки, зони термічного впливу та шари переливання. Крім того, вони прагнуть досягти роздільної здатності деталей, необхідної для менших, складніших та точніших металевих деталей, таких як теплообмінні пластини.
Ще одним фактором, який слід враховувати при виборі процесу, є товщина матеріалу, що підлягає обробці. Традиційні процеси часто стикаються з труднощами при застосуванні до обробки тонких металів, штампування та тиснення в багатьох випадках непридатні, тоді як лазерне та водне різання призводять до непропорційного та неприйнятного рівня термічної деформації та фрагментації матеріалу відповідно. Хоча PCE може використовуватися з металами різної товщини, ключовою його характеристикою є те, що він може працювати з тоншими металевими листами, такими як ті, що використовуються в пластинчастих теплообмінниках, без шкоди для площинності, що є критично важливим для цілісності збірки.
Ключовою галуззю, де використовуються пластини, є паливні елементи, виготовлені з нержавіючої сталі, алюмінію, нікелю, титану, міді та ряду спеціальних сплавів.
Металеві пластини в паливних елементах, як було виявлено, мають багато переваг порівняно з іншими матеріалами. Водночас вони дуже міцні, забезпечують чудову електропровідність для кращого охолодження, можуть бути виготовлені надзвичайно тонкими за допомогою травлення, що призводить до коротших стопок, і не мають спрямованої обробки поверхні всередині каналу. Пластини можуть формуватися та канали створюватися одночасно, і, як згадувалося вище, в металі не створюється термічна напруга, що забезпечує абсолютну площинність.
Процес PCE забезпечує повторювані допуски на всі розміри плати клавіш, включаючи глибину повітроводу та геометрію колектора, а також дозволяє виготовляти деталі з жорсткими специфікаціями щодо перепаду тиску.
Інші галузі промисловості, що використовують хімічно травлені листи, включають лінійні двигуни, аерокосмічну, нафтохімічну та хімічну промисловість. Після виготовлення пластини складаються одна в одну та з'єднуються дифузійним з'єднанням або паянням, утворюючи серцевину теплообмінника. Готові теплообмінники можуть бути до шести разів меншими за традиційні кожухотрубні теплообмінники, що забезпечує чудові переваги в просторі та вазі.
Теплообмінники, виготовлені з використанням PCE, також дуже міцні та ефективні, здатні витримувати тиск 600 бар, адаптуючись до діапазону температур від кріогенних до 900 градусів Цельсія. Це дозволяє об'єднати більше двох технологічних потоків в один блок та значно зменшити вимоги до трубопроводів та клапанів. Реакцію та змішування також можна інтегрувати в конструкцію пластинчастого теплообмінника, що економічно ефективно додає функціональність в одному блоці.
Сучасні вимоги до ефективного та компактного відведення тепла ставлять величезні виклики перед багатьма інженерами-розробниками. Мініатюризація багатьох компонентів в електротехнічних та мікросистемних технологіях створює так звані теплові гарячі точки, які потребують оптимального відведення тепла для забезпечення тривалого терміну служби.
Використовуючи 2D та 3D PCE, мікроканали з певною шириною та глибиною можуть бути виготовлені в теплообмінниках для вибору середовища для розсіювання тепла в найменшій площі. Можливі конструкції каналів практично не обмежені.
Крім того, оскільки процес травлення надихає на інновації в дизайні та геометричну свободу, турбулентний потік, на відміну від ламінарного, може бути досягнутий завдяки використанню хвилястих країв та глибин каналів. Турбулентний потік в охолоджувальному середовищі означає, що теплоносій, що контактує з джерелом тепла, постійно змінюється, що робить теплообмін більш ефективним. Такі гофри та нерівності в мікроканалах у теплообмінниках легко створювати за допомогою PCE, але їх неможливо або є непомірно дорогими для створення за допомогою альтернативних виробничих процесів.
Компанія PCE micrometal GmbH, що спеціалізується на виробництві оптоелектронних інструментів за конкурентними цінами, виготовляє високоякісні деталі з високим ступенем повторюваної точності.
Окремі мікроканальні пластини можна кріпити (наприклад, за допомогою дифузійного зварювання) до різних 3D-геометричних елементів. micrometal використовує мережу досвідчених партнерів, яка надає клієнтам можливість придбати окремі мікроканальні пластини або цілісні блоки мікроканальних теплообмінників.
Речовина, що має металеві властивості та складається з двох або більше хімічних елементів, принаймні один з яких є металом.
Зменшують підвищення температури рідини на межі розділу інструмент/заготовка під час обробки. Зазвичай у рідкій формі, такій як розчинні або хімічні суміші (напівсинтетичні, синтетичні), але також може бути стисненим повітрям або іншими газами. Завдяки своїй здатності поглинати велику кількість тепла, вода широко використовується як охолоджуюча рідина та носій для різних ріжучих паст, а співвідношення води та пасти змінюється залежно від завдання обробки. Див. ріжуча рідина; напівсинтетична ріжуча рідина; розчинна масляна ріжуча рідина; синтетична ріжуча рідина.
1. Розподіл компонента в газі, рідині або твердому тілі, який прагне зробити склад однорідним у всіх частинах. 2. Атом або молекула спонтанно переміщується в нове місце в матеріалі.
Операція, під час якої електричний струм протікає між заготовкою та струмопровідним інструментом через електроліт. Ініціює хімічну реакцію, яка розчиняє метал із заготовки з контрольованою швидкістю. На відміну від традиційних методів різання, твердість заготовки не є фактором, що робить електрохімічне різання (ECM) придатним для важкооброблюваних матеріалів. У формі електрохімічного шліфування, електрохімічного хонінгування та електрохімічного точення.
Функціонально аналогічний роторному двигуну у верстаті, лінійний двигун можна розглядати як стандартний роторний двигун з постійними магнітами, розрізаний аксіально по центру, потім зачищений та укладений плоско. Основна перевага використання лінійних двигунів для керування осьовим рухом полягає в тому, що це усуває неефективність та механічні відмінності, спричинені системами кульково-гвинтового складання, що використовуються в більшості верстатів з ЧПК.
Ширше розташовані компоненти текстури поверхні. Включіть усі нерівності, розташовані ширше, ніж налаштування граничного значення інструменту. Див. Потік; Лежати; Шорсткість.
Д-р Майкл Дж. Хікс є директором Центру бізнес- та економічних досліджень і заслуженим професором економіки імені Джорджа та Френсіса Болла в Бізнес-школі Міллера при Університеті Болла. Хікс отримав ступінь доктора філософії та магістра економіки в Університеті Теннессі та ступінь бакалавра економіки у Військовому інституті Вірджинії. Він є автором двох книг та понад 60 наукових публікацій, присвячених державній політиці штату та місцевого самоврядування, включаючи податкову та видаткову політику, а також вплив Walmart на місцеву економіку.