Plakalı ısı değiştiriciler birçok endüstriyel uygulamada bulunur ve esas olarak iki akışkan arasında ısı transferi yapmak için metal plakalar kullanır.
Geleneksel ısı değiştiricilere (genellikle bir akışkan içeren ve içinden başka bir akışkan içeren bir haznenin geçtiği sarmal bir boru) kıyasla daha üstün performans gösterdikleri için kullanımları hızla artmaktadır; çünkü soğutulan akışkanın temas yüzey alanı daha geniştir, bu da ısı transferini optimize eder ve sıcaklık değişim hızını büyük ölçüde artırır.
Plakalı ısı değiştiricilerde, haznelerin içinden geçen bobinler yerine, genellikle ince olan ve en geniş yüzeylerinde oluklu metal plakalarla ayrılmış iki alternatif hazne bulunur. Haznenin ince olması, sıvı hacminin büyük kısmının plaka ile temas halinde olmasını sağlayarak ısı alışverişine yardımcı olur.
Bu tür ısı eşanjör plakaları geleneksel olarak damgalama veya derin çekme gibi geleneksel işleme yöntemleri kullanılarak üretilmiştir, ancak son zamanlarda fotokimyasal aşındırma (PCE), bu zorlu uygulama için mevcut en verimli ve uygun maliyetli üretim tekniği olduğunu kanıtlamıştır. Elektrokimyasal İşleme (ECM), çok hassas parçaları seri olarak üretebilen başka bir alternatif teknolojidir, ancak bu işlem çok yüksek düzeyde başlangıç ​​yatırımı gerektirir, iletken malzemelerle sınırlıdır, çok fazla enerji tüketir, aletlerin tasarımı ve üretimi zordur ve iş parçası korozyonu her zaman bir baş ağrısı olmuştur.
Genellikle, plakalı ısı eşanjörlerinin her iki tarafı da, bazen presleme ve işleme yöntemlerinin yeteneklerinin ötesinde olan, ancak PCE kullanılarak kolayca elde edilebilen son derece karmaşık özellikler içerir. Ek olarak, PCE, plakanın her iki tarafında aynı anda özellikler oluşturabilir, bu da önemli ölçüde zaman tasarrufu sağlar ve işlem, paslanmaz çelik, Inconel 617, alüminyum ve titanyum dahil olmak üzere çeşitli farklı metallere uygulanabilir.
PCE, işlemde bulunan bazı doğal özellikler nedeniyle, sac metal uygulamalarında damgalama ve işleme için cazip bir alternatif sunmaktadır. Seçilen alanları hassas bir şekilde kimyasal olarak işlemek için fotorezist ve aşındırıcı madde kullanan bu işlem, malzeme özelliklerinin korunmasını, çapak ve gerilim içermeyen, temiz konturlu ve ısıdan etkilenen bölgeleri olmayan parçalar elde edilmesini sağlar. Ek olarak, akışkan aşındırma ortamı, plakada kullanılan akışkan soğutma ortamı için optimum bir yapı oluşturur. Bu yapılarda korozyona duyarlı köşe ve kenarlar bulunmaz.
PCE'nin, kolayca tekrarlanabilir ve düşük maliyetli dijital veya cam aletler kullanması gerçeğiyle birleştiğinde, geleneksel işleme tekniklerine ve preslemeye kıyasla uygun maliyetli, yüksek hassasiyetli ve hızlı bir üretim alternatifi sunar. Bu, prototip aletlerin üretiminde önemli maliyet tasarrufu anlamına gelir ve presleme ve işleme tekniklerinin aksine, çeliğin yeniden kesilmesiyle ilgili alet aşınması ve maliyeti yoktur.
İşleme ve presleme, kesim hattında metal üzerinde mükemmel olmayan sonuçlar verebilir; bu durum genellikle işlenen malzemenin deforme olmasına ve çapakların, ısıdan etkilenen bölgelerin ve yeniden dökülmüş katmanların oluşmasına neden olur. Ayrıca, ısı eşanjör plakaları gibi daha küçük, daha karmaşık ve daha hassas metal parçalar için gereken detay çözünürlüğünü karşılamayı hedeflerler.
Proses seçiminde dikkate alınması gereken bir diğer faktör de işlenecek malzemenin kalınlığıdır. Geleneksel prosesler, ince metal işlemede sıklıkla zorluklarla karşılaşır; presleme ve damgalama birçok durumda uygun değildir, lazer ve su ile kesme ise sırasıyla orantısız ve kabul edilemez düzeyde termal deformasyona ve malzeme parçalanmasına yol açar. PCE, çeşitli metal kalınlıklarında kullanılabilse de, en önemli özelliği, plaka ısı eşanjörlerinde kullanılanlar gibi daha ince metal levhalarda, montajın bütünlüğü için kritik öneme sahip olan düzlüğü bozmadan çalışabilmesidir.
Bu levhaların kullanıldığı önemli bir alan, paslanmaz çelik, alüminyum, nikel, titanyum, bakır ve çeşitli özel alaşımlardan yapılmış yakıt hücresi uygulamalarıdır.
Yakıt hücrelerinde kullanılan metal plakaların diğer malzemelere göre birçok avantajı olduğu tespit edilmiştir. Aynı zamanda çok güçlüdürler, daha iyi soğutma için mükemmel iletkenlik sunarlar, aşındırma yöntemiyle son derece ince üretilebilirler, bu da daha kısa katmanlar oluşmasına neden olur ve kanal içinde yönlü yüzey işlemine sahip değildirler. Plakalar aynı anda şekillendirilebilir ve kanallar oluşturulabilir ve yukarıda belirtildiği gibi, metalde termal gerilim oluşmaz, bu da mutlak düzlüğü sağlar.
PCE süreci, hava yolu derinliği ve manifold geometrisi de dahil olmak üzere tüm klavye boyutlarında tekrarlanabilir toleranslar sağlar ve parçaları sıkı basınç düşüşü özelliklerine göre üretebilir.
Kimyasal aşındırma yöntemiyle üretilen levhaları kullanan diğer sektörler arasında lineer motorlar, havacılık, petrokimya ve kimya endüstrileri yer almaktadır. Üretimden sonra levhalar üst üste istiflenir ve ısı eşanjörünün çekirdeğini oluşturmak için difüzyonla yapıştırılır veya lehimlenir. Bitmiş ısı eşanjörleri, geleneksel "boru ve gövde" tipi ısı eşanjörlerinden altı kata kadar daha küçük olabilir ve mükemmel alan ve ağırlık avantajları sağlar.
PCE kullanılarak üretilen ısı eşanjörleri de oldukça sağlam ve verimlidir; 600 bar basınca dayanabilir ve kriyojenik sıcaklıklardan 900 santigrat dereceye kadar olan sıcaklık aralığına uyum sağlayabilir. İkiden fazla proses akışını tek bir ünitede birleştirmek ve borulama ve vanalara ilişkin gereksinimleri büyük ölçüde azaltmak mümkündür. Reaksiyon ve karıştırma da plakalı ısı eşanjörü tasarımına entegre edilebilir, böylece tek bir ünitede uygun maliyetle işlevsellik eklenebilir.
Günümüzün verimli ve yerden tasarruf sağlayan ısı dağıtımına yönelik gereksinimleri, birçok geliştirme mühendisi için büyük zorluklar ortaya koymaktadır. Elektrik ve mikrosistem teknolojisindeki birçok bileşenin minyatürleştirilmesi, uzun bir hizmet ömrü sağlamak için optimum ısı dağıtımı gerektiren termal sıcak noktalar oluşturmaktadır.
2D ve 3D PCE kullanılarak, ısı eşanjörlerinde en küçük alanda ısı dağıtım ortamı seçimi için tanımlanmış genişlik ve derinliklere sahip mikrokanallar üretilebilir. Olası kanal tasarımlarında neredeyse hiçbir sınır yoktur.
Ayrıca, aşındırma işlemi tasarım yeniliğine ve geometrik özgürlüğe ilham verdiğinden, dalgalı kanal kenarları ve derinliklerinin kullanımıyla laminer akışın aksine türbülanslı akış teşvik edilebilir. Soğutma ortamındaki türbülanslı akış, ısı kaynağıyla temas eden soğutucunun sürekli olarak değişmesi anlamına gelir ve bu da ısı değişimini daha verimli hale getirir. Isı eşanjörlerindeki mikro kanallardaki bu tür dalgalanmalar ve düzensizlikler PCE ile kolayca üretilebilir, ancak alternatif üretim süreçleri kullanılarak üretilmesi mümkün değildir veya maliyet açısından çok yüksektir.
PCE uzmanı micrometal GmbH, rekabetçi fiyatlı optoelektronik aletler kullanarak yüksek tekrarlanabilirlik hassasiyetine sahip yüksek kaliteli iş parçaları üretmektedir.
Bireysel mikrokanal plakaları (örneğin, difüzyon kaynağı ile) çeşitli 3 boyutlu geometrilere bağlanabilir. micrometal, müşterilerine bireysel mikrokanal plakaları veya entegre mikrokanal ısı eşanjör blokları satın alma seçeneği sunan deneyimli bir ortak ağı kullanmaktadır.
Metalik özelliklere sahip ve en az biri metal olan iki veya daha fazla kimyasal elementten oluşan madde.
İşleme sırasında takım/iş parçası arayüzünde oluşan sıvı sıcaklık artışlarını azaltır. Genellikle çözünebilir veya kimyasal karışımlar (yarı sentetik, sentetik) gibi sıvı formdadır, ancak basınçlı hava veya diğer gazlar da olabilir. Büyük miktarda ısıyı emme yeteneği nedeniyle su, çeşitli kesici bileşikler için soğutucu ve taşıyıcı olarak yaygın olarak kullanılır ve su/bileşik oranı işleme görevine göre değişir. Bakınız: kesici sıvı; yarı sentetik kesici sıvı; çözünebilir yağ kesici sıvı; sentetik kesici sıvı.
1. Bir gaz, sıvı veya katıdaki bir bileşenin difüzyonu, bileşenleri homojen hale getirme eğilimidir. 2. Bir atom veya molekülün, madde içinde kendiliğinden yeni bir konuma hareket etmesidir.
Elektrokimyasal taşlama, elektrokimyasal honlama ve elektrokimyasal tornalama gibi çeşitli şekillerde uygulanır. Bu işlemde, iş parçası ile iletken bir takım arasında bir elektrolit vasıtasıyla elektrik akımı akar. Kontrollü bir hızda iş parçasından metalin çözünmesini sağlayan kimyasal bir reaksiyon başlatılır. Geleneksel kesme yöntemlerinden farklı olarak, iş parçasının sertliği bir faktör değildir, bu da elektrokimyasal işlemeyi zor işlenen malzemeler için uygun hale getirir.
İşlevsel olarak bir takım tezgahındaki döner motorla aynı olan doğrusal motor, eksenel olarak ortadan kesilmiş, ardından soyulmuş ve düzleştirilmiş standart bir kalıcı mıknatıslı döner motor olarak düşünülebilir. Eksenel hareketi sağlamak için doğrusal motorların kullanılmasının temel avantajı, çoğu CNC takım tezgahında kullanılan bilyalı vida tertibat sistemlerinin neden olduğu verimsizlikleri ve mekanik farklılıkları ortadan kaldırmasıdır.
Yüzey dokusundaki daha geniş aralıklı bileşenler. Cihazın kesme ayarından daha geniş aralıklı tüm düzensizlikleri içerir. Bkz. Akış; Yatkınlık; Pürüzlülük.
Dr. Michael J. Hicks, Ball State Üniversitesi Miller İşletme Okulu'nda İşletme ve Ekonomi Araştırma Merkezi Direktörü ve George ve Francis Ball Seçkin Ekonomi Profesörüdür. Hicks, doktora ve yüksek lisans derecelerini Tennessee Üniversitesi'nden, lisans derecesini ise Virginia Askeri Enstitüsü'nden Ekonomi alanında almıştır. Vergi ve harcama politikaları ile Walmart'ın yerel ekonomiler üzerindeki etkisi de dahil olmak üzere, eyalet ve yerel kamu politikalarına odaklanan iki kitap ve 60'tan fazla bilimsel yayın kaleme almıştır.