Baskılı devre kartı ısı eşanjörü, metal plakalarda kanallar oluşturularak ve kontrollü bir şekilde üst üste dizilerek basınç taşıyan bir çekirdek halinde üretilir. Fotokimyasal aşındırma, akışkan geçişlerini tanımlar; difüzyon bağlama ise plakalar arasında katı hal bağlantısını oluşturur. Ortaya çıkan ekipmanın, özel termal ve mekanik hizmeti için tasarlanması ve nitelendirilmesi gerekmektedir.
"Baskılı devre" adı, bitmiş ısı eşanjöründeki elektronik devre kartını değil, desenli kanalları ifade eder. Sıcak ve soğuk akımlar ayrı kanal katmanlarından geçer ve aralarındaki metal aracılığıyla ısı alışverişi yaparlar.
PCHE, kompakt kanallı ısı değiştirici türlerinden biridir. Hem birleştirme yöntemi hem de bakım yolu bakımından, sökülebilir contalı paket, lehimli plakalı ısı değiştirici ve füzyon kaynaklı plakalı ve gövdeli tasarımlardan farklıdır.
Termal tasarım, gerekli çalışma yükünü, sıcaklık profilini ve izin verilen basınç düşüşünü belirler. Kanal şekli, uzunluğu ve yönlendirmesi ısı transferini ve direnci etkiler. Kanallar arasındaki ve çekirdek kenarlarındaki kalan metal de basınç taşıyıcı yapının bir parçasını oluşturur.
Bu nedenle tasarım, kanal geometrisini malzeme, tasarım basıncı, diferansiyel basınç ve geçici yüklerle koordine etmelidir. Nominal bir kanal genişliği veya geniş bir alan yoğunluğu tek başına çekirdeğin basınç kapasitesini belirlemez.
Fotokimyasal bir yöntemde, desenli bir direnç, metalin nereden çıkarılacağını kontrol eder. İstenilen kanal şekli ve derinliğine ulaşmak için işlem kontrolü ve boyut denetimi gereklidir; temizleme işlemi ise istiflemeden önce kalıntıları giderir.
Kanal boyutları, aşındırılmamış bağlar, plaka hizalaması ve giriş dağılımı önemlidir. Aşındırma, tasarım esnekliği sağlar, ancak önerilen geometri yine de üretilebilirlik ve muayene kriterlerine sahip olmalıdır.
Hazırlanan plakalar, gerekli akışkan sırasına göre üst üste istiflenir ve kontrollü sıcaklık, basınç ve atmosfer altında birleştirilir. Difüzyon kaynağı, katı hal birleştirme işlemidir: plaka arayüzlerini birleştirmek için erimiş lehim dolgusu kullanmaz.
Proses parametreleri alaşıma ve nitelikli üretim yöntemine bağlıdır. Temizlik, yüzey durumu, hizalama ve proses kontrolü, bağ kalitesini etkiler. Sadece "difüzyonla bağlanmış" teriminden sınırsız mukavemet veya garantili sızıntısız ömür çıkarımı yapmak yanlıştır.
| Alan | Projede tanımlanacak kanıtlar |
|---|---|
| Malzeme ve teminat yeterliliği | İzlenebilirlik, nitelikli prosedür ve üzerinde mutabık kalınan doğrulama yaklaşımı |
| Kanal ve çekirdek geometrisi | Boyutlar, hizalama ve üretim kabul kriterleri |
| Başlıklar ve bağlantılar | Dağıtım, kaynak gereksinimleri ve mekanik arayüzler |
| Bütünlük testi | Onaylanmış kabul kriterlerine sahip basınç ve sızıntı test yöntemleri |
| Termal ve hidrolik doğrulama | İlgili işletme durumları için üzerinde mutabık kalınan hesaplama veya test kanıtları |
Farklı incelemeler farklı arıza modlarını ele alır. Basınç testi, termal yorulma değerlendirmesinin yerini tutmaz ve sızıntı testi, her akış koşulu altında elde edilen çalışma kapasitesini belirlemez.
SHPHE'ninbaskılı devre ısı değiştirici (PCHE)Literatürde kanal aralıkları 0,4–4 mm, ürün ailesi tasarım sıcaklık aralığı -196 ila 850°C ve maksimum tasarım basıncı 1.000 bar'a kadar olarak listelenmiştir. Bu değerler ürün ailesi tarama bilgileridir. Alaşım, bağlantı geometrisi, kod ve çalışma döngüleri, belirli bir ünite için onaylanan gerçek kombinasyonu belirler.
Maksimum basınç ve maksimum sıcaklık, tek bir çalışma noktası olarak kabul edilmemelidir. Ayrıca, -196°C'den başlayan kriyojenik aralık, sıvı hidrojen koşulları için yeterlilik kanıtı olarak değerlendirilmemelidir.
Bağlı çekirdek, ayrı plakalara açılmaz. Bu nedenle, yukarı akış sıvısının temizliği ve uyumlu, doğrulanmış bir temizleme yaklaşımı önemli seçim gereksinimleridir. Büyük katı parçacıklar, sürekli kristalleşme veya sınırsız mekanik fırçalama ihtiyacı olan uygulamalar, başka bir ısı eşanjörü yapısını tercih etmeyi gerektirebilir.
Bileşimleri ve faz davranışını, basınç ve sıcaklık durumlarını, ısı yükünü, izin verilen basınç kayıplarını ve beklenen çalışma döngülerini belirtin. Temizlik, durdurma, inceleme ve bakım gereksinimlerini de ekleyin. Bu, kanal ve üretim seçeneklerinin eksiksiz bir mühendislik tasarımı olarak değerlendirilmesine olanak tanır.
İngilizceTR
