Plaatsoojusvahetid eksisteerivad paljudes tööstuslikes rakendustes ja kasutavad peamiselt metallplaate soojuse ülekandmiseks kahe vedeliku vahel.
Nende kasutamine kasvab kiiresti, kuna need ületavad traditsioonilisi soojusvaheteid (tavaliselt spiraaltoru, mis sisaldab ühte vedelikku, mis läbib teist vedelikku sisaldavat kambrit), kuna jahutatav vedelik puutub kokku suurema pinnaga, mis optimeerib soojusülekannet ja suurendab oluliselt temperatuuri muutumise kiirust.
Plaatsoojusvahetis ei ole kambritest läbivad mähised, vaid kaks vahelduvat kambrit, mis on tavaliselt õhukese sügavusega ja mille suurimad pinnad on eraldatud lainepapist metallplaatidega. Kamber on õhuke, kuna see tagab, et suurem osa vedeliku mahust on kokkupuutes plaadiga, soodustades soojusvahetust.
Selliseid soojusvahetusplaate on traditsiooniliselt valmistatud stantsimise või tavapärase töötlemise, näiteks sügavtõmbamise abil, kuid hiljuti on fotokeemiline söövitamine (PCE) osutunud selle range rakenduse jaoks kõige tõhusamaks ja kulutõhusamaks valmistamistehnikaks. Elektrokeemiline töötlemine (ECM) on veel üks alternatiivne tehnoloogia, mis võimaldab toota väga täpseid osi partiidena, kuid see protsess nõuab väga suuri esialgseid investeeringuid, piirdub juhtivate materjalidega, tarbib palju energiat, tööriistade projekteerimine ja tootmine on keeruline ning toorik on korrosioonikindel. Tööpinkide ja kinnitusdetailide korrosioon on alati olnud peavalu.
Tihti on plaatsoojusvaheti mõlemal küljel äärmiselt keerulisi detaile, mis mõnikord ületavad stantsimise ja töötlemise võimalusi, kuid mida on PCE abil lihtne saavutada. Lisaks saab PCE abil luua detaile plaadi mõlemal küljel samaaegselt, säästes märkimisväärselt aega, ja protsessi saab rakendada paljudele erinevatele metallidele, sealhulgas roostevabale terasele, Inconel 617-le, alumiiniumile ja titaanile.
Protsessi mõningate loomupäraste omaduste tõttu pakub PCE atraktiivset alternatiivi lehtmetalli rakenduste stantsimiseks ja töötlemiseks. Kasutades fotoresisti ja söövitusainet valitud piirkondade täpseks keemiliseks töötlemiseks, säilitatakse materjali omadused, saadakse ebatasasused ja pingevabad osad puhaste kontuuridega ja puuduvad kuumusest mõjutatud tsoonid. Lisaks loob vedel söövituskeskkond plaadis kasutatava vedela jahutuskeskkonna jaoks optimaalse struktuuri. Nendel struktuuridel puuduvad korrosioonile vastuvõtlikud nurgad ja servad.
Koos asjaoluga, et PCE kasutab hõlpsasti korratavaid ja odavaid digitaalseid või klaasist tööriistu, pakub see kulutõhusat, suure täpsusega ja kiiret tootmisalternatiivi traditsioonilistele töötlemistehnikatele ja stantsimisele. See tähendab märkimisväärset kulude kokkuhoidu prototüüptööriistade tootmisel ning erinevalt stantsimis- ja töötlemistehnikatest puudub tööriistade kulumine ja terase uuesti lõikamisega seotud kulud.
Mehaaniline töötlemine ja stantsimine võivad metalli lõikejoonel anda ebatäiuslikke tulemusi, mis sageli deformeerib töödeldavat materjali ja jätab pinnale ebatasaseid jälgi, kuumusest mõjutatud tsoone ja uuesti valatud kihte. Lisaks püüavad nad saavutada detailide eraldusvõimet, mida on vaja väiksemate, keerukamate ja täpsemate metalldetailide, näiteks soojusvahetusplaatide jaoks.
Teine tegur, mida protsessi valikul arvestada, on töödeldava materjali paksus. Traditsioonilised protsessid satuvad õhukese metalli töötlemisel sageli raskustesse, stantsimine ja stantsimine on paljudel juhtudel sobimatud, samas kui laser- ja vesilõikus põhjustavad vastavalt ebaproportsionaalselt suure ja vastuvõetamatu termilise deformatsiooni ja materjali killustumise. Kuigi PCE-d saab kasutada erineva paksusega metallide puhul, on selle peamine omadus see, et see saab töötada ka õhemate metalllehtedega, näiteks plaatsoojusvahetites kasutatavate lehtedega, ilma et see kahjustaks tasasust, mis on komplekti terviklikkuse seisukohalt kriitilise tähtsusega.
Plaatide peamine kasutusvaldkond on kütuseelementide rakendused, mis on valmistatud roostevabast terasest, alumiiniumist, niklist, titaanist, vasest ja mitmesugustest spetsiaalseulidest.
Kütuseelementide metallplaatidel on leitud olevat palju eeliseid teiste materjalide ees. Samal ajal on need väga tugevad, pakuvad suurepärast juhtivust paremaks jahutamiseks, neid saab söövitamise teel valmistada äärmiselt õhukeseks, mille tulemuseks on lühemad virnad, ja neil puudub kanalis suunatud pinnaviimistlus. Plaate saab vormida ja kanaleid luua samaaegselt ning nagu eespool mainitud, ei teki metallis termilist pinget, mis tagab absoluutse tasapinna.
PCE-protsess tagab kõigi klahvistiku mõõtmete, sealhulgas õhukanali sügavuse ja kollektori geomeetria, korduvad tolerantsid ning võimaldab toota osi vastavalt rangetele rõhulanguse spetsifikatsioonidele.
Teised tööstusharud, mis kasutavad keemiliselt söövitatud plaate, on lineaarmootorid, lennundus, naftakeemia ja keemiatööstus. Pärast valmistamist plaadid virnastatakse ja difusioonliimimise või jootetamise teel kokku keevitatakse, et moodustada soojusvaheti südamik. Valmis soojusvahetid võivad olla kuni kuus korda väiksemad kui traditsioonilised „kest ja toru“ soojusvahetid, pakkudes suurepäraseid ruumi- ja kaalueeliseid.
PCE abil toodetud soojusvahetid on samuti väga vastupidavad ja tõhusad, taludes rõhku 600 baari, kohandudes samal ajal temperatuurivahemikuga krüogeensetest kuni 900 kraadini Celsiuse järgi. On võimalik ühendada rohkem kui kaks protsessivoogu ühte seadmesse ja vähendada oluliselt torustikule ja ventiilidele esitatavaid nõudeid. Reaktsiooni ja segamise saab integreerida ka plaatsoojusvaheti konstruktsiooni, lisades kulutõhusalt funktsionaalsust ühte seadmesse.
Tänapäeva nõuded tõhusale ja ruumisäästlikule soojuse hajutamisele esitavad paljudele arendusinseneridele tohutuid väljakutseid. Paljude elektri- ja mikrosüsteemide tehnoloogia komponentide miniaturiseerimine loob nn termilisi kuumakohti, mis vajavad pika kasutusea tagamiseks optimaalset soojuse hajutamist.
2D ja 3D PCE abil saab soojusvahetites valmistada kindla laiuse ja sügavusega mikrokanaleid, et valida soojuse hajumise keskkond väikseimal pinnal. Võimalike kanalite konstruktsioonide osas pole peaaegu mingeid piiranguid.
Lisaks, kuna söövitusprotsess inspireerib disainiinnovatsiooni ja geomeetrilist vabadust, saab laineliste kanaliservade ja -sügavuste abil edendada turbulentset voolu laminaarse voolu asemel. Jahutuskeskkonna turbulentne vool tähendab, et soojusallikaga kokkupuutuv jahutusvedelik muutub pidevalt, mis muudab soojusvahetuse tõhusamaks. Selliseid laineid ja ebatasasusi soojusvahetite mikrokanalites on PCE abil lihtne tekitada, kuid alternatiivsete tootmisprotsesside abil pole neid võimalik või kulutõhus toota.
PCE spetsialist micrometal GmbH kasutab konkurentsivõimelise hinnaga optoelektroonilisi tööriistu, et toota kvaliteetseid ja suure korduvtäpsusega toorikuid.
Individuaalseid mikrokanalplaate saab kinnitada (nt difusioonkeevituse teel) erinevate 3D-geomeetriate külge. micrometal kasutab kogenud partnervõrgustikku, mis annab klientidele võimaluse osta individuaalseid mikrokanalplaate või integreeritud mikrokanalitega soojusvaheti plokke.
Metalliliste omadustega aine, mis koosneb kahest või enamast keemilisest elemendist, millest vähemalt üks on metall.
Vähendab tööriista ja tooriku liidese vedeliku temperatuuri tõusu töötlemise ajal. Tavaliselt vedelal kujul, näiteks lahustuva või keemilise seguna (poolsünteetiline, sünteetiline), kuid võib olla ka suruõhk või muud gaasid. Tänu oma võimele absorbeerida suuri koguseid soojust, kasutatakse vett laialdaselt jahutusvedeliku ja kandjana mitmesuguste lõikeühendite puhul ning vee ja ühendi suhe varieerub olenevalt töötlemisülesandest. Vt lõikevedelik; poolsünteetiline lõikevedelik; lahustuv õli lõikevedelik; sünteetiline lõikevedelik.
1. Komponendi difusioon gaasis, vedelikus või tahkes aines, mis kipub komponente ühtlaseks muutma. 2. Aatom või molekul liigub spontaanselt materjalis uude kohta.
Toiming, mille käigus elektrivool voolab töödeldava detaili ja juhtiva tööriista vahel läbi elektrolüüdi. Käivitab keemilise reaktsiooni, mis lahustab metalli töödeldavast detailist kontrollitud kiirusel. Erinevalt tavapärastest lõikemeetoditest ei ole töödeldava detaili kõvadus määrav tegur, mistõttu elektrokeemiline mehaaniline töötlemine sobib raskesti töödeldavate materjalide töötlemiseks. Elektrokeemilise lihvimise, elektrokeemilise hoonimise ja elektrokeemilise treimise kujul.
Funktsionaalselt samamoodi nagu tööpingi pöördmootor, võib lineaarmootorit pidada tavaliseks püsimagnetiga pöördmootoriks, mis on keskelt aksiaalselt lõigatud, seejärel kooritud ja lamedalt asetatud. Lineaarmootorite kasutamise peamine eelis telgede liikumise juhtimiseks on see, et see välistab enamikus CNC-tööpinkides kasutatavate kuulkruvide süsteemide põhjustatud ebaefektiivsuse ja mehaanilised erinevused.
Pinna tekstuuri laiemalt paiknevad komponendid. Kaasa kõik ebatasasused, mille vahekaugus on laiem kui instrumendi piirväärtus. Vt Vooluhulk; Lamamine; Karedus.
Dr. Michael J. Hicks on Äri- ja Majandusuuringute Keskuse direktor ning George ja Francis Balli nimeline majandusteaduse professor Ball State'i ülikooli Milleri ärikoolis. Hicks sai doktorikraadi ja magistrikraadi majandusteaduses Tennessee ülikoolist ning bakalaureusekraadi majandusteaduses Virginia sõjaväeinstituudist. Ta on kirjutanud kaks raamatut ja enam kui 60 teaduspublikatsiooni, mis keskenduvad osariigi ja kohalikule avalikule poliitikale, sealhulgas maksu- ja kulutuspoliitikale ning Walmarti mõjule kohalikule majandusele.