Platenwarmtewisselaars worden in veel industriële toepassingen gebruikt en gebruiken voornamelijk metalen platen om warmte tussen twee vloeistoffen over te brengen.
Het gebruik ervan neemt snel toe omdat ze beter presteren dan traditionele warmtewisselaars (meestal een opgerolde buis met één vloeistof die door een kamer met een andere vloeistof stroomt). De te koelen vloeistof heeft namelijk een groter contactoppervlak, waardoor de warmteoverdracht wordt geoptimaliseerd en de snelheid van temperatuurverandering aanzienlijk toeneemt.
In plaats van spoelen die door de kamers lopen, zijn er in een platenwarmtewisselaar twee afwisselende kamers, meestal dun van diepte, die gescheiden worden door gegolfde metalen platen op hun grootste oppervlakken. De kamer is dun, omdat dit ervoor zorgt dat het grootste deel van het vloeistofvolume in contact is met de plaat, wat de warmtewisseling bevordert.
Traditioneel worden dergelijke warmtewisselplaten vervaardigd door middel van stansen of conventionele bewerkingen zoals dieptrekken, maar onlangs is gebleken dat fotochemisch etsen (PCE) de meest efficiënte en kosteneffectieve fabricagetechniek is voor deze veeleisende toepassing. Elektrochemisch bewerken (ECM) is een andere alternatieve technologie waarmee zeer nauwkeurige onderdelen in series kunnen worden vervaardigd. Dit proces vereist echter een zeer hoge initiële investering, is beperkt tot geleidende materialen, verbruikt veel energie, het ontwerp en de vervaardiging van gereedschappen is moeilijk en het werkstuk De corrosie van gereedschapsmachines en -bevestigingen is altijd een hoofdpijndossier geweest.
Vaak bevatten beide zijden van een platenwarmtewisselaar extreem complexe kenmerken die soms niet met stansen en bewerken mogelijk zijn, maar die eenvoudig kunnen worden gerealiseerd met PCE. Bovendien kan PCE tegelijkertijd kenmerken aan beide zijden van de plaat genereren, wat veel tijd bespaart. Bovendien kan het proces worden toegepast op een reeks verschillende metalen, waaronder roestvrij staal, Inconel 617, aluminium en titanium.
Vanwege enkele inherente eigenschappen van het proces biedt PCE een aantrekkelijk alternatief voor het stansen en bewerken van plaatwerktoepassingen. Door gebruik te maken van fotoresist en etsmiddel om geselecteerde gebieden nauwkeurig chemisch te bewerken, behoudt het proces de materiaaleigenschappen en zorgt het voor braam- en spanningsvrije onderdelen met schone contouren en zonder warmte-beïnvloede zones. Bovendien creëert het vloeibare etsmiddel een optimale structuur voor het vloeibare koelmiddel dat in de plaat wordt gebruikt. Deze structuren hebben geen hoeken en randen die gevoelig zijn voor corrosie.
Gecombineerd met het feit dat PCE gebruikmaakt van eenvoudig te herhalen en goedkope digitale of glazen gereedschappen, biedt het een kosteneffectief, zeer nauwkeurig en snel alternatief voor de traditionele bewerkingstechnieken en stansen. Dit betekent aanzienlijke kostenbesparingen bij de productie van prototypegereedschappen. Bovendien is er, in tegenstelling tot stansen en bewerkingstechnieken, geen sprake van gereedschapsslijtage en zijn er geen kosten verbonden aan het opnieuw snijden van staal.
Bewerkingen en stansen kunnen leiden tot minder dan perfecte resultaten op metaal op de snijlijn. Hierdoor raakt het te bewerken materiaal vaak vervormd en ontstaan ​​er bramen, warmte-beïnvloede zones en opnieuw gegoten lagen. Bovendien streven ze ernaar om de detailresolutie te bereiken die nodig is voor kleinere, complexere en nauwkeurigere metalen onderdelen, zoals warmtewisselplaten.
Een andere factor om te overwegen bij het selecteren van processen is de dikte van het te bewerken materiaal. Traditionele processen stuiten vaak op problemen bij de verwerking van dun metaal; stansen en stampen zijn in veel gevallen ongeschikt, terwijl laser- en watersnijden respectievelijk leiden tot onevenredige en onaanvaardbare niveaus van thermische vervorming en materiaalfragmentatie. Hoewel PCE kan worden gebruikt in verschillende metaaldiktes, is een belangrijke eigenschap dat het kan werken op dunnere metalen platen, zoals die worden gebruikt in platenwarmtewisselaars, zonder dat dit ten koste gaat van de vlakheid, wat cruciaal is voor de integriteit van de assemblage. belangrijk.
Platen worden vooral gebruikt in brandstofcellen, waar ze gemaakt worden van roestvrij staal, aluminium, nikkel, titanium, koper en een reeks speciale legeringen.
Metalen platen in brandstofcellen blijken veel voordelen te hebben ten opzichte van andere materialen. Ze zijn bijvoorbeeld erg sterk, geleiden uitstekend voor betere koeling, kunnen extreem dun worden vervaardigd door middel van etsen, wat resulteert in kortere stapels, en hebben geen gerichte oppervlakteafwerking in het kanaal. Platen kunnen worden gevormd en kanalen kunnen tegelijkertijd worden gecreëerd, en zoals hierboven vermeld, ontstaat er geen thermische spanning in het metaal, waardoor absolute vlakheid wordt gegarandeerd.
Het PCE-proces garandeert herhaalbare toleranties op alle belangrijke printplaatafmetingen, waaronder de luchtwegdiepte en de spruitstukgeometrie. Ook kunnen onderdelen worden geproduceerd die aan strenge drukvalspecificaties voldoen.
Andere industrieën die gebruikmaken van chemisch geëtste platen zijn onder meer de lineaire motoren-, lucht- en ruimtevaart-, petrochemische en chemische industrie. Na de fabricage worden de platen gestapeld en via diffusie aan elkaar gelast of gesoldeerd om de kern van de warmtewisselaar te vormen. Afgewerkte warmtewisselaars kunnen tot zes keer kleiner zijn dan traditionele 'buis-en-buis'-warmtewisselaars, wat uitstekende ruimte- en gewichtsvoordelen biedt.
Warmtewisselaars die met PCE worden geproduceerd, zijn bovendien zeer robuust en efficiënt. Ze kunnen een druk van 600 bar weerstaan ​​en zijn geschikt voor een temperatuurbereik van cryogeen tot 900 graden Celsius. Het is mogelijk om meer dan twee processtromen in één unit te combineren en de eisen aan leidingen en kleppen worden aanzienlijk verminderd. Reactie en menging kunnen ook in het ontwerp van de platenwarmtewisselaar worden geïntegreerd, waardoor functionaliteit in één unit op kosteneffectieve wijze wordt toegevoegd.
De huidige eisen voor een efficiënte en ruimtebesparende warmteafvoer vormen voor veel ontwikkelaars een enorme uitdaging. Door de miniaturisering van veel componenten in de elektrotechniek en microsysteemtechniek ontstaan ​​zogenoemde thermische hotspots. Deze vereisen een optimale warmteafvoer om een ​​lange levensduur te garanderen.
Met behulp van 2D en 3D PCE kunnen microkanalen met gedefinieerde breedtes en dieptes in warmtewisselaars worden vervaardigd, zodat warmteafvoermedia op de kleinste oppervlakken kunnen worden geselecteerd. De mogelijke kanaalontwerpen zijn vrijwel onbegrensd.
Bovendien stimuleert het etsproces innovatief ontwerp en geometrische vrijheid, waardoor turbulente stroming in tegenstelling tot laminaire stroming kan worden bevorderd door het gebruik van golvende kanaalranden en -dieptes. Turbulente stroming in het koelmedium betekent dat het koelmiddel dat in contact komt met de warmtebron voortdurend verandert, waardoor de warmtewisseling efficiënter wordt. Dergelijke golvingen en onregelmatigheden in microkanalen in warmtewisselaars kunnen eenvoudig worden geproduceerd met PCE, maar zijn niet mogelijk of te duur om te produceren met alternatieve productieprocessen.
PCE-specialist micrometal GmbH produceert met concurrerend geprijsde opto-elektronische gereedschappen hoogwaardige werkstukken met een hoge herhaalnauwkeurigheid.
Individuele microkanaalplaten kunnen (bijvoorbeeld door diffusielassen) aan verschillende 3D-geometrieën worden bevestigd. micrometal maakt gebruik van een ervaren partnernetwerk dat klanten de mogelijkheid biedt om individuele microkanaalplaten of integrale microkanaal-warmtewisselaarblokken aan te schaffen.
Een stof met metaalachtige eigenschappen, bestaande uit twee of meer chemische elementen, waarvan er minstens één een metaal is.
Vermindert temperatuurstijgingen van de vloeistof op het raakvlak tussen gereedschap en werkstuk tijdens het bewerken. Meestal in vloeibare vorm, zoals oplosbare of chemische mengsels (halfsynthetisch, synthetisch), maar het kan ook perslucht of andere gassen zijn. Vanwege het vermogen om grote hoeveelheden warmte te absorberen, wordt water veel gebruikt als koelmiddel en drager voor verschillende snijmiddelen, en de verhouding van water tot middel varieert afhankelijk van de bewerkingstaak. Zie snijvloeistof; halfsynthetische snijvloeistof; oplosbare oliesnijvloeistof; synthetische snijvloeistof.
1. Diffusie van een component in een gas, vloeistof of vaste stof, waardoor de componenten uniform worden. 2. Een atoom of molecuul beweegt spontaan naar een nieuwe locatie in het materiaal.
Een bewerking waarbij elektrische stroom door een elektrolyt tussen een werkstuk en een geleidend gereedschap stroomt. Hiermee wordt een chemische reactie in gang gezet die het metaal in het werkstuk met een gecontroleerde snelheid oplost. In tegenstelling tot conventionele snijmethoden speelt de hardheid van het werkstuk geen rol, waardoor ECM geschikt is voor moeilijk te bewerken materialen. In de vorm van elektrochemisch slijpen, elektrochemisch honen en elektrochemisch draaien.
Een lineaire motor is functioneel gezien hetzelfde als een rotatiemotor in een machinegereedschap. U kunt hem beschouwen als een standaard permanente magneetrotatiemotor die axiaal in het midden is gesneden, vervolgens is gestript en plat is gelegd. Het belangrijkste voordeel van het gebruik van lineaire motoren voor de aandrijving van asbewegingen is dat inefficiëntie en mechanische verschillen worden geëlimineerd die worden veroorzaakt door de kogelomloopspindelsystemen die in de meeste CNC-machinegereedschappen worden gebruikt.
Groter uit elkaar geplaatste componenten in de oppervlaktetextuur. Inclusief alle onregelmatigheden die verder uit elkaar liggen dan de afsnijdinstelling van het instrument. Zie Vloei; Liggend; Ruwheid.
Dr. Michael J. Hicks is directeur van het Center for Business and Economic Research en George and Francis Ball Distinguished Professor of Economics aan de Miller School of Business van Ball State University. Hicks behaalde zijn Ph.D. en MA in economie aan de University of Tennessee en zijn BA in economie aan het Virginia Military Institute. Hij is de auteur van twee boeken en meer dan 60 wetenschappelijke publicaties over overheidsbeleid op staats- en lokaal niveau, waaronder belasting- en uitgavenbeleid en de impact van Walmart op lokale economieën.