Deskové výměníky tepla existují v mnoha průmyslových aplikacích a primárně používají kovové desky k přenosu tepla mezi dvěma kapalinami.
Jejich použití rychle roste, protože překonávají tradiční výměníky tepla (obvykle spirálovitou trubici obsahující jednu tekutinu, která prochází komorou obsahující jinou tekutinu), protože chlazená tekutina má větší kontaktní plochu, což optimalizuje přenos tepla a výrazně zvyšuje rychlost změny teploty.
Místo cívek procházejících komorami jsou v deskovém výměníku tepla dvě střídavé komory, obvykle s tenkou hloubkou, oddělené vlnitými kovovými deskami na jejich největších plochách. Komora je tenká, protože to zajišťuje, že většina objemu kapaliny je v kontaktu s deskou, což usnadňuje výměnu tepla.
Takové desky pro výměnu tepla se tradičně vyráběly ražením nebo konvenčním obráběním, jako je hluboké tažení, ale v poslední době se fotochemické leptání (PCE) ukázalo jako nejúčinnější a nákladově nejefektivnější výrobní technika dostupná pro tuto náročnou aplikaci. Elektrochemické obrábění (ECM) je další alternativní technologie, která umožňuje vyrábět velmi přesné díly v dávkách, ale tento proces vyžaduje velmi vysokou úroveň počátečních investic, je omezen na vodivé materiály, spotřebovává hodně energie, návrh a výroba nástrojů je obtížná a obrobek... Koroze obráběcích strojů a upínacích přípravků byla vždy problémem.
Obě strany deskového výměníku tepla často obsahují extrémně složité prvky, které jsou někdy mimo možnosti lisování a obrábění, ale lze je snadno dosáhnout pomocí PCE. PCE navíc dokáže generovat prvky na obou stranách desky současně, což šetří značný čas, a tento proces lze použít na řadu různých kovů, včetně nerezové oceli, Inconelu 617, hliníku a titanu.
Vzhledem k některým inherentním vlastnostem procesu nabízí PCE atraktivní alternativu pro lisování a obrábění plechů. Díky použití fotorezistu a leptadla k přesnému chemickému zpracování vybraných oblastí se proces vyznačuje zachovanými materiálovými vlastnostmi, díly bez otřepů a pnutí s čistými konturami a bez tepelně ovlivněných zón. Kromě toho tekuté leptací médium vytváří optimální strukturu pro tekuté chladicí médium použité v plechu. Tyto struktury nemají žádné rohy a hrany náchylné ke korozi.
V kombinaci s tím, že PCE používá snadno opakovatelné a levné digitální nebo skleněné nástroje, poskytuje cenově efektivní, vysoce přesnou a rychlou výrobní alternativu k tradičním obráběcím technikám a lisování. To znamená značné úspory nákladů při výrobě prototypových nástrojů a na rozdíl od lisovacích a obráběcích technik nedochází k opotřebení nástrojů a nákladům spojeným s přeřezáváním oceli.
Obrábění a ražení mohou na linii řezu přinést méně než dokonalé výsledky na kovu, často deformovat obráběný materiál a zanechávat otřepy, tepelně ovlivněné zóny a vrstvy přelití. Kromě toho se snaží splnit rozlišení detailů požadované pro menší, složitější a přesnější kovové díly, jako jsou desky pro výměnu tepla.
Dalším faktorem, který je třeba při výběru procesu zvážit, je tloušťka obráběného materiálu. Tradiční procesy se často setkávají s obtížemi při aplikaci na zpracování tenkých kovů, ražení a raznice jsou v mnoha případech nevhodné, zatímco laserové a vodní řezání vedou k nepřiměřeným a nepřijatelným úrovním tepelné deformace a fragmentace materiálu. Ačkoli lze PCE použít v různých tloušťkách kovů, klíčovou vlastností je, že může pracovat s tenčími plechy, jako jsou ty používané v deskových výměnících tepla, aniž by byla ohrožena rovinnost, která je zásadní pro integritu sestavy. Důležité.
Klíčovou oblastí použití desek jsou aplikace v palivových článcích vyrobené z nerezové oceli, hliníku, niklu, titanu, mědi a řady speciálních slitin.
Kovové desky v palivových článcích mají oproti jiným materiálům mnoho výhod. Zároveň jsou velmi pevné, nabízejí vynikající elektrickou vodivost pro lepší chlazení, lze je vyrobit extrémně tenké leptáním, což vede ke kratším vrstvám, a nemají žádnou směrovou povrchovou úpravu uvnitř kanálu. Desky lze tvarovat a kanály vytvářet současně a jak již bylo zmíněno výše, v kovu nevzniká žádné tepelné pnutí, což zajišťuje absolutní rovinnost.
Proces PCE zajišťuje opakovatelné tolerance všech rozměrů desky klávesnice, včetně hloubky dýchacích cest a geometrie rozdělovače, a umožňuje výrobu dílů s ohledem na přísné specifikace tlakové ztráty.
Mezi další odvětví, která používají chemicky leptané plechy, patří lineární motory, letecký průmysl, petrochemický a chemický průmysl. Po výrobě se desky naskládají a difuzně spojí nebo spájí, čímž se vytvoří jádro výměníku tepla. Hotové výměníky tepla mohou být až šestkrát menší než tradiční „plášťové“ výměníky tepla, což poskytuje vynikající prostorové a hmotnostní výhody.
Výměníky tepla vyrobené s použitím PCE jsou také velmi robustní a účinné, schopné odolat tlaku 600 barů a zároveň se přizpůsobit teplotnímu rozsahu od kryogeniky do 900 stupňů Celsia. Je možné kombinovat více než dva procesní proudy do jedné jednotky a splnit požadavky na potrubí a ventily, což je výrazně sníženo. Reakci a míchání lze také integrovat do konstrukce deskového výměníku tepla, což nákladově efektivně přidává funkčnost v jedné jednotce.
Dnešní požadavky na efektivní a prostorově úsporný odvod tepla představují pro mnoho vývojových inženýrů obrovské výzvy. Miniaturizace mnoha součástek v elektrotechnice a mikrosystémové technologii vytváří tzv. tepelná horká místa, která vyžadují optimální odvod tepla pro zajištění dlouhé životnosti.
Pomocí 2D a 3D PCE lze v tepelných výměnících vyrobit mikrokanály s definovanou šířkou a hloubkou pro výběr média pro odvod tepla v nejmenší ploše. Možné provedení kanálů je téměř neomezené.
Navíc, protože proces leptání inspiruje designové inovace a geometrickou svobodu, lze turbulentní proudění na rozdíl od laminárního proudění podpořit použitím vlnitých okrajů a hloubek kanálů. Turbulentní proudění v chladicím médiu znamená, že chladivo v kontaktu se zdrojem tepla se neustále mění, což zefektivňuje výměnu tepla. Takové zvlnění a nerovnosti v mikrokanálech ve výměnících tepla lze snadno vyrobit pomocí PCE, ale není možné nebo nákladově neúnosné je vyrobit pomocí alternativních výrobních procesů.
Společnost PCE specialista micrometal GmbH používá cenově konkurenceschopné optoelektronické nástroje k výrobě vysoce kvalitních obrobků s vysokým stupněm opakovatelné přesnosti.
Jednotlivé mikrokanálové desky lze připevnit (např. difuzním svařováním) k různým 3D geometriím. Společnost micrometal využívá síť zkušených partnerů, která zákazníkům dává možnost zakoupit si jednotlivé mikrokanálové desky nebo integrální bloky mikrokanálového výměníku tepla.
Látka s kovovými vlastnostmi, která se skládá ze dvou nebo více chemických prvků, z nichž alespoň jeden je kov.
Snižuje zvyšování teploty kapaliny na rozhraní nástroje a obrobku během obrábění. Obvykle v kapalné formě, jako jsou rozpustné nebo chemické směsi (polosyntetické, syntetické), ale může to být také stlačený vzduch nebo jiné plyny. Díky své schopnosti absorbovat velké množství tepla se voda široce používá jako chladicí kapalina a nosič pro různé řezné kapaliny a poměr vody a kapaliny se mění v závislosti na obráběcím úkolu. Viz řezná kapalina; polosyntetická řezná kapalina; rozpustná olejová řezná kapalina; syntetická řezná kapalina.
1. Distribuce složky v plynu, kapalině nebo pevné látce, která vede k rovnoměrnému složení ve všech částech. 2. Atom nebo molekula se spontánně přesune na nové místo v materiálu.
Operace, při které mezi obrobkem a vodivým nástrojem protéká elektrický proud skrze elektrolyt. Zahájí chemickou reakci, která rozpouští kov z obrobku řízenou rychlostí. Na rozdíl od konvenčních metod řezání není tvrdost obrobku faktorem, takže ECM je vhodná pro obtížně obrobitelné materiály. Ve formě elektrochemického broušení, elektrochemického honování a elektrochemického soustružení.
Lineární motor, funkčně stejný jako rotační motor v obráběcím stroji, lze považovat za standardní rotační motor s permanentními magnety, axiálně rozříznutý uprostřed, poté odizolovaný a položený naplocho. Hlavní výhodou použití lineárních motorů k pohonu osového pohybu je, že eliminuje neefektivitu a mechanické rozdíly způsobené systémy montáže s kuličkovými šrouby používanými ve většině CNC obráběcích strojů.
Širší rozestupy komponent v textuře povrchu. Zahrňte všechny nerovnosti rozmístěné širšími vzdálenostmi, než je nastavení mezní hodnoty přístroje. Viz Tok; Ležet; Drsnost.
Dr. Michael J. Hicks je ředitelem Centra pro obchodní a ekonomický výzkum a významným profesorem ekonomie George a Francise Balla na Miller School of Business Ball State University. Hicks získal doktorát a magisterský titul v oboru ekonomie na University of Tennessee a bakalářský titul v oboru ekonomie na Virginia Military Institute. Je autorem dvou knih a více než 60 vědeckých publikací zaměřených na státní a místní veřejnou politiku, včetně daňové a výdajové politiky a dopadu Walmartu na místní ekonomiky.