Penukar panas pelat terdapat dalam banyak aplikasi industri dan terutama menggunakan pelat logam untuk mentransfer panas antara dua fluida.
Penggunaannya berkembang pesat karena mengungguli penukar panas tradisional (biasanya tabung melingkar berisi satu cairan yang melewati ruang berisi cairan lain) karena cairan yang didinginkan memiliki kontak luas permukaan yang lebih besar, yang mengoptimalkan perpindahan panas dan sangat meningkatkan laju perubahan suhu.
Alih-alih kumparan yang melewati bilik-bilik, pada penukar kalor pelat, terdapat dua bilik yang bergantian, biasanya tipis kedalamannya, dipisahkan oleh pelat logam bergelombang pada permukaan terbesarnya. Bilik tersebut tipis, karena hal ini memastikan bahwa sebagian besar volume cairan bersentuhan dengan pelat, sehingga membantu pertukaran kalor.
Pelat penukar panas seperti itu secara tradisional telah dibuat menggunakan proses stamping atau pemesinan konvensional seperti deep drawing, tetapi akhir-akhir ini proses etsa fotokimia (PCE) telah terbukti menjadi teknik fabrikasi yang paling efisien dan hemat biaya yang tersedia untuk aplikasi yang berat ini. Pemesinan Elektrokimia (ECM) merupakan teknologi alternatif lain yang dapat memproduksi komponen yang sangat presisi secara batch, tetapi proses ini membutuhkan investasi awal yang sangat tinggi, terbatas pada material konduktif, mengonsumsi banyak energi, desain dan pembuatan perkakas sulit dilakukan, dan benda kerja. Korosi pada peralatan mesin dan perlengkapan selalu menjadi masalah.
Seringkali, kedua sisi penukar panas pelat mengandung fitur yang sangat rumit yang terkadang berada di luar kemampuan pencetakan dan pemesinan, tetapi mudah dicapai menggunakan PCE. Selain itu, PCE dapat menghasilkan fitur pada kedua sisi pelat secara bersamaan, menghemat waktu yang signifikan, dan proses ini dapat diterapkan pada berbagai jenis logam, termasuk baja tahan karat, Inconel 617, aluminium, dan titanium.
Berkat beberapa karakteristik bawaan proses tersebut, PCE menawarkan alternatif menarik untuk proses stamping dan machining pada aplikasi lembaran logam. Dengan menggunakan photoresist dan etchant untuk memproses area terpilih secara kimiawi, proses ini mempertahankan sifat material, bagian yang bebas duri dan tegangan dengan kontur yang bersih dan tidak ada area yang terpengaruh panas. Selain itu, media etsa fluida menciptakan struktur optimal untuk media pendingin fluida yang digunakan pada pelat. Struktur ini tidak memiliki sudut dan tepi yang rentan terhadap korosi.
Dikombinasikan dengan fakta bahwa PCE menggunakan peralatan digital atau kaca yang mudah diulang dan murah, hal ini memberikan alternatif produksi yang hemat biaya, berakurasi tinggi, dan cepat dibandingkan teknik pemesinan dan stamping tradisional. Ini berarti penghematan biaya yang signifikan saat memproduksi peralatan prototipe, dan tidak seperti teknik stamping dan pemesinan, tidak ada keausan peralatan dan biaya yang terkait dengan pemotongan ulang baja.
Pemesinan dan pencetakan dapat menghasilkan hasil yang kurang sempurna pada logam di garis pemotongan, sering kali merusak bahan yang sedang dikerjakan dan meninggalkan gerinda, zona yang terpengaruh panas, dan lapisan cetakan ulang. Selain itu, mereka berupaya memenuhi resolusi detail yang diperlukan untuk komponen logam yang lebih kecil, lebih rumit, dan lebih presisi seperti pelat penukar panas.
Faktor lain yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan proses adalah ketebalan material yang akan dikerjakan. Proses tradisional sering kali menemui kesulitan saat diaplikasikan pada pemrosesan logam tipis, pencapan dan pengecapan dalam banyak kasus tidak cocok, sementara pemotongan laser dan air menyebabkan tingkat deformasi termal dan fragmentasi material yang tidak proporsional dan tidak dapat diterima. Sementara PCE dapat digunakan dalam berbagai ketebalan logam, atribut utamanya adalah dapat bekerja pada lembaran logam yang lebih tipis, seperti yang digunakan dalam penukar panas pelat, tanpa mengorbankan kerataan, yang sangat penting untuk integritas rakitan. penting.
Area utama di mana pelat digunakan adalah dalam aplikasi sel bahan bakar yang terbuat dari baja tahan karat, aluminium, nikel, titanium, tembaga dan berbagai paduan khusus.
Pelat logam dalam sel bahan bakar diketahui memiliki banyak keunggulan dibandingkan material lain. Pada saat yang sama, pelat logam sangat kuat, menawarkan konduktivitas yang sangat baik untuk pendinginan yang lebih baik, dapat dibuat sangat tipis menggunakan etsa, sehingga menghasilkan tumpukan yang lebih pendek, dan tidak memiliki permukaan akhir yang terarah dalam saluran. Pelat dapat dibentuk dan saluran dapat dibuat pada saat yang sama, dan seperti yang disebutkan di atas, tidak ada tekanan termal yang terjadi pada logam, sehingga memastikan kerataan yang mutlak.
Proses PCE memastikan toleransi yang dapat diulang pada semua dimensi papan utama, termasuk kedalaman jalur udara dan geometri manifold, dan dapat memproduksi komponen dengan spesifikasi penurunan tekanan yang ketat.
Industri lain yang menggunakan lembaran terukir kimia meliputi motor linear, kedirgantaraan, petrokimia, dan industri kimia. Setelah fabrikasi, pelat ditumpuk dan diikat atau dibrazing bersama-sama untuk membuat inti penukar panas. Penukar panas yang sudah jadi dapat berukuran hingga enam kali lebih kecil daripada penukar panas "cangkang dan tabung" tradisional, sehingga memberikan keuntungan ruang dan berat yang sangat baik.
Penukar panas yang diproduksi menggunakan PCE juga sangat kuat dan efisien, mampu menahan tekanan 600 bar sambil beradaptasi dengan rentang suhu dari kriogenik hingga 900 derajat Celsius. Dimungkinkan untuk menggabungkan lebih dari dua aliran proses menjadi satu unit dan memenuhi persyaratan pada perpipaan dan katup yang sangat berkurang. Reaksi dan pencampuran juga dapat diintegrasikan ke dalam desain penukar panas pelat, dengan menambahkan fungsionalitas yang hemat biaya dalam satu unit.
Persyaratan masa kini untuk pembuangan panas yang efisien dan hemat-ruang menghadirkan tantangan besar bagi banyak insinyur pengembangan. Miniaturisasi banyak komponen dalam teknologi listrik dan mikrosistem menciptakan apa yang disebut titik panas termal, yang memerlukan pembuangan panas optimal untuk memastikan masa pakai yang panjang.
Dengan menggunakan PCE 2D dan 3D, saluran mikro dengan lebar dan kedalaman yang ditentukan dapat dibuat dalam penukar panas untuk pemilihan media pembuangan panas di area terkecil. Hampir tidak ada batasan untuk desain saluran yang memungkinkan.
Lebih jauh lagi, karena proses etsa menginspirasi inovasi desain dan kebebasan geometris, aliran turbulen, sebagai lawan dari aliran laminar, dapat ditingkatkan melalui penggunaan tepi dan kedalaman saluran yang bergelombang. Aliran turbulen dalam media pendingin berarti bahwa cairan pendingin yang bersentuhan dengan sumber panas terus berubah, yang membuat pertukaran panas lebih efisien. Kerutan dan ketidakteraturan seperti itu dalam saluran mikro pada penukar panas mudah diproduksi oleh PCE, tetapi tidak mungkin atau mahal untuk diproduksi menggunakan proses manufaktur alternatif.
Spesialis PCE micrometal GmbH menggunakan peralatan optoelektronik dengan harga yang kompetitif untuk menghasilkan benda kerja berkualitas tinggi dengan tingkat akurasi berulang yang tinggi.
Pelat mikrokanal individual dapat ditempelkan (misalnya, dengan pengelasan difusi) ke berbagai geometri 3D. Micrometal menggunakan jaringan mitra berpengalaman yang memberi pelanggan opsi untuk membeli pelat mikrokanal individual atau blok penukar panas mikrokanal integral.
Suatu zat yang memiliki sifat logam dan terdiri dari dua atau lebih unsur kimia, setidaknya satu di antaranya adalah logam.
Mengurangi peningkatan suhu fluida pada antarmuka pahat/benda kerja selama pemesinan. Biasanya dalam bentuk cair, seperti campuran yang dapat larut atau kimia (semi-sintetik, sintetis), tetapi dapat juga berupa udara bertekanan atau gas lainnya. Karena kemampuannya menyerap panas dalam jumlah besar, air banyak digunakan sebagai pendingin dan pembawa berbagai kompon pemotong, dan rasio air terhadap kompon bervariasi tergantung pada tugas pemesinan. Lihat fluida pemotong; fluida pemotong semi-sintetik; fluida pemotong oli yang dapat larut; fluida pemotong sintetis.
1. Difusi suatu komponen dalam gas, cairan, atau padatan yang cenderung membuat komponen-komponen tersebut seragam. 2. Suatu atom atau molekul bergerak secara spontan ke lokasi baru dalam material.
Operasi yang mana arus listrik mengalir di antara benda kerja dan alat konduktif melalui elektrolit. Memulai reaksi kimia yang melarutkan logam dari benda kerja pada laju yang terkendali. Tidak seperti metode pemotongan konvensional, kekerasan benda kerja bukan merupakan faktor, yang membuat ECM cocok untuk material yang sulit dikerjakan. Dalam bentuk penggerindaan elektrokimia, pengasahan elektrokimia, dan pembubutan elektrokimia.
Secara fungsional sama seperti motor putar pada peralatan mesin, motor linear dapat dianggap sebagai motor putar magnet permanen standar, dipotong secara aksial di bagian tengah, kemudian dilucuti dan diletakkan rata. Keuntungan utama menggunakan motor linear untuk menggerakkan gerakan sumbu adalah menghilangkan inefisiensi dan perbedaan mekanis yang disebabkan oleh sistem rakitan sekrup bola yang digunakan di sebagian besar peralatan mesin CNC.
Komponen yang diberi jarak lebih lebar pada tekstur permukaan. Mencakup semua ketidakteraturan yang diberi jarak lebih lebar daripada pengaturan batas instrumen. Lihat Aliran; Kebohongan; Kekasaran.
Dr. Michael J. Hicks adalah Direktur Pusat Penelitian Bisnis dan Ekonomi serta Profesor Ekonomi Terhormat George dan Francis Ball di Sekolah Bisnis Miller Universitas Ball State. Hicks menerima gelar Ph.D. dan MA di bidang Ekonomi dari Universitas Tennessee dan gelar BA di bidang Ekonomi dari Institut Militer Virginia. Ia telah menulis dua buku dan lebih dari 60 publikasi ilmiah yang berfokus pada kebijakan publik negara bagian dan lokal, termasuk kebijakan pajak dan pengeluaran serta dampak Walmart terhadap ekonomi lokal.