Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm tồn tại trong nhiều ứng dụng công nghiệp và chủ yếu sử dụng các tấm kim loại để truyền nhiệt giữa hai chất lỏng.
Việc sử dụng chúng đang tăng lên nhanh chóng vì chúng hoạt động tốt hơn các bộ trao đổi nhiệt truyền thống (thường là một ống cuộn chứa một chất lỏng đi qua một buồng chứa chất lỏng khác) vì chất lỏng được làm mát có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn, giúp tối ưu hóa quá trình truyền nhiệt và tăng đáng kể tốc độ thay đổi nhiệt độ.
Thay vì các cuộn dây đi qua các khoang, trong bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, có hai khoang xen kẽ, thường mỏng về chiều sâu, được ngăn cách bởi các tấm kim loại lượn sóng ở bề mặt lớn nhất của chúng. Khoang này mỏng, vì điều này đảm bảo rằng phần lớn thể tích chất lỏng tiếp xúc với tấm, hỗ trợ quá trình trao đổi nhiệt.
Các tấm trao đổi nhiệt như vậy thường được chế tạo bằng phương pháp dập hoặc gia công thông thường như dập sâu, nhưng gần đây, phương pháp ăn mòn quang hóa (PCE) đã được chứng minh là kỹ thuật chế tạo hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất hiện có cho ứng dụng khắt khe này. Gia công điện hóa (ECM) là một công nghệ thay thế khác có thể sản xuất các bộ phận rất chính xác theo lô, nhưng quy trình này đòi hỏi mức đầu tư ban đầu rất cao, chỉ giới hạn ở các vật liệu dẫn điện, tiêu tốn nhiều năng lượng, thiết kế và sản xuất công cụ khó khăn và phôi Sự ăn mòn của máy công cụ và đồ gá có luôn là vấn đề đau đầu.
Thông thường, cả hai mặt của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đều chứa các tính năng cực kỳ phức tạp đôi khi vượt quá khả năng dập và gia công, nhưng có thể dễ dàng đạt được bằng cách sử dụng PCE. Ngoài ra, PCE có thể tạo ra các tính năng trên cả hai mặt của tấm đồng thời, tiết kiệm thời gian đáng kể và quy trình này có thể được áp dụng cho nhiều loại kim loại khác nhau, bao gồm thép không gỉ, Inconel 617, nhôm và titan.
Do một số đặc điểm vốn có của quy trình, PCE cung cấp một giải pháp thay thế hấp dẫn cho việc dập và gia công trong các ứng dụng kim loại tấm. Sử dụng chất cản quang và chất ăn mòn để xử lý hóa học chính xác các khu vực được chọn, quy trình này có các đặc tính vật liệu được bảo toàn, các bộ phận không có gờ và ứng suất với các đường viền sạch sẽ và không có vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt. Ngoài ra, môi trường khắc chất lỏng tạo ra một cấu trúc tối ưu cho môi trường làm mát bằng chất lỏng được sử dụng trong tấm. Các cấu trúc này không có góc và cạnh dễ bị ăn mòn.
Kết hợp với thực tế là PCE sử dụng các công cụ thủy tinh hoặc kỹ thuật số có thể lặp lại dễ dàng và chi phí thấp, nó cung cấp một giải pháp thay thế sản xuất nhanh, có độ chính xác cao và hiệu quả về chi phí cho các kỹ thuật gia công và dập truyền thống. Điều này có nghĩa là tiết kiệm chi phí đáng kể khi sản xuất các công cụ nguyên mẫu và không giống như các kỹ thuật dập và gia công, không có hao mòn công cụ và chi phí liên quan đến việc cắt lại thép.
Gia công và dập có thể tạo ra kết quả không hoàn hảo trên kim loại ở đường cắt, thường làm biến dạng vật liệu được gia công và để lại các gờ, vùng chịu ảnh hưởng nhiệt và các lớp đúc lại. Ngoài ra, chúng còn cố gắng đáp ứng độ phân giải chi tiết cần thiết cho các bộ phận kim loại nhỏ hơn, phức tạp hơn và chính xác hơn chẳng hạn như tấm trao đổi nhiệt.
Một yếu tố khác cần xem xét khi lựa chọn quy trình là độ dày của vật liệu được gia công. Các quy trình truyền thống thường gặp khó khăn khi áp dụng cho gia công kim loại mỏng, dập và dập trong nhiều trường hợp là không phù hợp, trong khi cắt bằng laser và nước dẫn đến mức độ biến dạng nhiệt và phân mảnh vật liệu không tương xứng và không thể chấp nhận được. tính toàn vẹn của hội đồng.quan trọng.
Một lĩnh vực quan trọng mà các tấm được sử dụng là trong các ứng dụng pin nhiên liệu được làm bằng thép không gỉ, nhôm, niken, titan, đồng và một loạt các hợp kim đặc biệt.
Các tấm kim loại trong pin nhiên liệu đã được phát hiện là có nhiều ưu điểm so với các vật liệu khác. Đồng thời, chúng rất bền, mang lại độ dẫn tuyệt vời để làm mát tốt hơn, có thể được chế tạo cực mỏng bằng cách sử dụng phương pháp ăn mòn, dẫn đến các ngăn ngắn hơn và không có lớp hoàn thiện bề mặt định hướng bên trong kênh. Các tấm có thể được hình thành và các kênh được tạo ra cùng một lúc, và như đã đề cập ở trên, không có ứng suất nhiệt nào được tạo ra trong kim loại, đảm bảo độ phẳng tuyệt đối.
Quy trình PCE đảm bảo dung sai lặp lại trên tất cả các kích thước của bàn phím, bao gồm độ sâu đường thở và hình dạng ống góp, đồng thời có thể sản xuất các bộ phận theo các thông số kỹ thuật giảm áp chặt chẽ.
Các ngành công nghiệp khác sử dụng tấm khắc hóa học bao gồm động cơ tuyến tính, hàng không vũ trụ, hóa dầu và công nghiệp hóa chất. Sau khi chế tạo, các tấm được xếp chồng lên nhau và khuếch tán liên kết hoặc hàn với nhau để tạo thành lõi của bộ trao đổi nhiệt. Bộ trao đổi nhiệt hoàn thiện có thể nhỏ hơn tới sáu lần so với bộ trao đổi nhiệt “vỏ và ống” truyền thống, mang lại lợi thế về không gian và trọng lượng tuyệt vời.
Bộ trao đổi nhiệt được sản xuất bằng PCE cũng rất mạnh mẽ và hiệu quả, có thể chịu được áp suất 600 bar trong khi thích ứng với dải nhiệt độ từ đông lạnh đến 900 độ C. Có thể kết hợp nhiều hơn hai luồng quy trình thành một thiết bị và đáp ứng các yêu cầu về đường ống và van được giảm đáng kể. Phản ứng và trộn cũng có thể được tích hợp vào thiết kế bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, thêm chức năng vào một thiết bị duy nhất với chi phí hiệu quả.
Yêu cầu ngày nay về tản nhiệt hiệu quả và tiết kiệm không gian đặt ra những thách thức to lớn đối với nhiều kỹ sư phát triển. Việc thu nhỏ nhiều thành phần trong công nghệ điện và vi hệ thống tạo ra cái gọi là điểm nóng nhiệt, đòi hỏi tản nhiệt tối ưu để đảm bảo tuổi thọ lâu dài.
Sử dụng PCE 2D và 3D, các vi kênh có chiều rộng và độ sâu xác định có thể được chế tạo trong các bộ trao đổi nhiệt để lựa chọn phương tiện tản nhiệt trong khu vực nhỏ nhất. Hầu như không có giới hạn nào đối với các thiết kế kênh khả thi.
Hơn nữa, do quá trình ăn mòn truyền cảm hứng cho sự đổi mới thiết kế và tự do hình học, nên dòng chảy hỗn loạn trái ngược với dòng chảy tầng có thể được thúc đẩy thông qua việc sử dụng các cạnh và độ sâu của kênh lượn sóng. Dòng chảy rối trong môi trường làm mát có nghĩa là chất làm mát tiếp xúc với nguồn nhiệt liên tục thay đổi, giúp quá trình trao đổi nhiệt hiệu quả hơn. Các nếp gấp và sự bất thường như vậy trong các vi kênh trong bộ trao đổi nhiệt dễ dàng được tạo ra bởi PCE, nhưng không thể hoặc chi phí quá cao để sản xuất bằng các quy trình sản xuất thay thế.
Chuyên gia PCE micrometal GmbH sử dụng các công cụ quang điện tử có giá cạnh tranh để tạo ra phôi gia công chất lượng cao với độ chính xác lặp lại cao.
Có thể gắn các tấm vi kênh riêng lẻ (ví dụ: bằng cách hàn khuếch tán) vào các dạng hình học 3D khác nhau.micrometal sử dụng mạng lưới đối tác có kinh nghiệm cung cấp cho khách hàng tùy chọn mua các tấm vi kênh riêng lẻ hoặc các khối trao đổi nhiệt vi kênh tích hợp.
Một chất có tính chất kim loại và bao gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hóa học, ít nhất một trong số đó là kim loại.
Giảm sự gia tăng nhiệt độ của chất lỏng tại giao diện dụng cụ/phôi gia công trong quá trình gia công. Thường ở dạng lỏng, chẳng hạn như hỗn hợp hòa tan hoặc hóa học (bán tổng hợp, tổng hợp), nhưng cũng có thể là không khí được điều áp hoặc các loại khí khác. Do khả năng hấp thụ lượng nhiệt lớn, nước được sử dụng rộng rãi làm chất làm mát và chất mang cho các hợp chất cắt khác nhau và tỷ lệ nước trên hợp chất thay đổi theo nhiệm vụ gia công. Xem chất lỏng cắt gọt;chất lỏng cắt bán tổng hợp;chất lỏng cắt gọt dầu hòa tan;chất lỏng cắt tổng hợp.
1. Sự khuếch tán của một thành phần trong chất khí, lỏng hoặc rắn có xu hướng làm cho các thành phần trở nên đồng nhất.2.Một nguyên tử hoặc phân tử tự động di chuyển đến một vị trí mới trong vật liệu.
Hoạt động trong đó dòng điện chạy giữa phôi và dụng cụ dẫn điện thông qua chất điện phân. Bắt đầu phản ứng hóa học hòa tan kim loại khỏi phôi ở tốc độ được kiểm soát. Không giống như các phương pháp cắt thông thường, độ cứng của phôi không phải là một yếu tố, khiến ECM phù hợp với các vật liệu khó gia công. Ở dạng mài điện hóa, mài điện hóa và tiện điện hóa.
Về mặt chức năng giống như động cơ quay trong máy công cụ, động cơ tuyến tính có thể được coi là động cơ quay nam châm vĩnh cửu tiêu chuẩn, được cắt theo trục ở tâm, sau đó tước bỏ và đặt phẳng. Ưu điểm chính của việc sử dụng động cơ tuyến tính để truyền chuyển động trục là nó loại bỏ sự kém hiệu quả và sự khác biệt cơ học gây ra bởi hệ thống lắp ráp vít bi được sử dụng trong hầu hết các máy công cụ CNC.
Các thành phần có khoảng cách rộng hơn trong kết cấu bề mặt. Bao gồm tất cả các điểm không đều có khoảng cách rộng hơn cài đặt ngưỡng của thiết bị. Xem Lưu lượng;Nằm;độ nhám.
Tiến sĩ Michael J. Hicks là Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Kinh doanh và Kinh tế, đồng thời là Giáo sư Kinh tế học xuất sắc của George và Francis Ball tại Trường Kinh doanh Miller của Đại học Ball State. Hicks đã nhận bằng Tiến sĩ.và bằng Thạc sĩ Kinh tế của Đại học Tennessee và bằng Cử nhân Kinh tế của Học viện Quân sự Virginia. Ông là tác giả của hai cuốn sách và hơn 60 ấn phẩm học thuật tập trung vào chính sách công của tiểu bang và địa phương, bao gồm chính sách thuế và chi tiêu cũng như tác động của Walmart đối với nền kinh tế địa phương.