प्रिंट सर्किट हीट एक्सचेंजर (PCHEs)

मुद्रित सर्किट हीट एक्सचेंजर (PCHEs) अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट, प्रसार- वेल्डेड प्लेट गर्मी एक्सचेंजर चरम ऑपरेटिंग स्थितियों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।पारंपरिक शेल-एंड-ट्यूब या ब्रज्ड-प्लेट एक्सचेंजर के विपरीत, एक पीसीएचई में पतली धातु प्लेटें होती हैं जिनमें माइक्रोचैनल्स उनकी सतहों में चिह्नित होते हैं।

इन प्लेटों को रासायनिक रूप से उत्कीर्ण किया जाता है (मुद्रित सर्किट बोर्ड के समान), फिर एक मोनोलिथिक ब्लॉक बनाने के लिए ढेर और प्रसार-बांड किया जाता है।यह निर्माण एक असाधारण रूप से बड़े सतह-क्षेत्र-से-वॉल्यूम अनुपात पैदा करता है: आकार को कम करते हुए उत्कीर्ण माइक्रोचैनल्स गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र को अधिकतम करते हैं।

पीसीएचएयह नियमित रूप से 850 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काम करता है और 1,000 बार तक के दबाव में काम करता है - पारंपरिक डिजाइनों की सीमाओं से बहुत दूर।परिणाम आक्रामक तरल पदार्थों और कंपन-प्रवण वातावरण के लिए एक कठोर, लीक-प्रूफ एक्सचेंजर आदर्श है।संक्षेप में, एक पीसीएचई उच्च दबाव, उच्च तापमान के कर्तव्यों के लिए एक ग्राउंडब्रेकिंग कॉम्पैक्ट गर्मी एक्सचेंजर है।

मुद्रित सर्किट हीट एक्सचेंजर के फायदे

प्रिंट सर्किट हीट एक्सचेंजर का डिज़ाइन पारंपरिक एक्सचेंजर पर कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है, जो उन्हें आधुनिक उद्योग के लिए आकर्षक बनाता है:

असाधारण थर्मल दक्षताः

अपने घने माइक्रोचैनल ज्यामितीय के लिए धन्यवाद, पीसीएचई 95-98% के रूप में उच्च थर्मल प्रभावशीलता हासिल कर सकते हैं।जटिल प्रवाह मार्ग तरल पदार्थों के बीच लगभग पूर्ण गर्मी विनिमय को बढ़ावा देते हैं, जो शेल-एंड-ट्यूब इकाइयों के प्रदर्शन को दूर करते हैं।उच्च प्रभावशीलता कम दृष्टिकोण तापमान और कम ऊर्जा हानि के लिए अनुवाद करती है।

कॉम्पैक्ट आकार और उच्च गर्मी फ्लक्स:

प्रत्येक प्लेट में कई छोटे चैनलों को उत्कीर्ण करके, पीसीएचई एक छोटी मात्रा में एक विशाल गर्मी हस्तांतरण सतह पैक करते हैं।यह न्यूनतम पदचिह्न के साथ एक अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट डिजाइन पैदा करता है।उदाहरण के लिए, फोटो-टेच किए गए माइक्रोचैनल एक "शीट हस्तांतरण क्षेत्र के साथ पैक किए गए ठोस कोर" बनाते हैं, जो न्यूनतम स्थान में अधिकतम दक्षता प्रदान करते हैं।इंजीनियर नियमित रूप से समकक्ष खोल-और-ट्यूब एक्सचेंजर की तुलना में 80-90% के आदेश पर अंतरिक्ष बचत का हवाला देते हैं।

उच्च दबाव और तापमान क्षमताः

पीसीएचईएस अत्यधिक परिस्थितियों को संभालने के लिए बनाया गया है।उद्योग के नेता 1,000 बार और -196 डिग्री सेल्सियस से 850 डिग्री सेल्सियस (और यहां तक कि अधिक) तक की परिचालन सीमाओं की रिपोर्ट करते हैं।प्रसार-बांड कोर में प्रवाह चैनलों में कोई यांत्रिक जोड़ या गैस्केट नहीं है, इसलिए यह 1,000 बार से अधिक दबाव का सामना कर सकता है।यह दृढ़ता पीसीएचई को सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थों, संपीड़ित गैसों और क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों के लिए समान रूप से उपयुक्त बनाता है।

यांत्रिक स्थिरता और विश्वसनीयताः

सामान्य विफलता बिंदुओं को खत्म करता है।सक्रिय प्रवाह क्षेत्रों में कोई गैस्केट या ब्रज जोड़ नहीं हैं, इसलिए पीसीएचई प्रवाह पल्स या कंपन के कारण रिसाव और थकान के लिए प्रतिरक्षा रखते हैं।इसके अतिरिक्त, प्रसार बंधन आधार धातु (अक्सर स्टेनलेस स्टील या निकेल मिश्र धातु) की पूर्ण शक्ति और जंग प्रतिरोध को संरक्षित करता है, जो उत्कृष्ट स्थायित्व पैदा करता है।संक्षारणात्मक या उच्च-वेंट्रेशन सेटिंग्स में - पेट्रोकेमिकल रिएक्टरों से लेकर रॉकेट इंजन तक - पीसीएचई लीक-प्रूफ सेवा प्रदान करते हैं जहां अन्य एक्सचेंजर विफल हो सकते हैं।

अनुकूलित प्रवाह ज्यामितीयः

पीसीएचई की अद्वितीय ताकतों में से एक डिजाइन लचीलापन है।चूंकि चैनलों को फोटोलिथोोग्राफी का उपयोग करके उत्कीर्ण किया जाता है, इसलिए निर्माता प्रत्येक एप्लिकेशन के लिए ट्यून किए गए जटिल, काउंटर-प्रवाह या क्रॉस-प्रवाह पैटर्न को लागू कर सकते हैं।यह डिजाइन स्वतंत्रता तरल पदार्थों की किसी भी जोड़ी के लिए दबाव ड्रॉप बनाम गर्मी हस्तांतरण के अनुकूलन में सक्षम बनाता है।अभ्यास में, इंजीनियर अक्सर गर्मी हस्तांतरण, दबाव ड्रॉप और प्रवाह वितरण को संतुलित करने के लिए अनुकूलित तरंगों के प्रोफाइल और चैनल लेआउट के साथ पीसीएचई प्लेटों को डिजाइन करते हैं।

इन लाभों को वास्तविक दुनिया की बचत में अनुवाद किया जाता है।उदाहरण के लिए, क्षेत्र के अध्ययनों से पता चलता है कि पीसीएचई उच्च गर्मी वसूली के लिए धन्यवाद, शेल-एंड-ट्यूब इकाइयों की तुलना में 30% तक पंप काम और ऊर्जा उपयोग में कटौती कर सकते हैं।उनकी कॉम्पैक्टता सामग्री लागत और स्थापना के पदचिह्न को भी कम करता है।संक्षेप में, पीसीएचई उद्योग के अग्रणी थर्मल प्रदर्शन, न्यूनतम दबाव ड्रॉप, और जीवन चक्र लागत बचत प्रदान करते हैं।

उद्योगों में पीसीएचई के आवेदन

अपनी दृढ़ता और दक्षता के कारण, पीसीएचई मांग क्षेत्रों में व्यापक गोद लेने पाते हैं:

तेल एवं गैस और एलएनजी:

पीसीएचई अपस्ट्रीम और एलएनजी प्रक्रियाओं में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।एलएनजी तरलता / पुनर्गasification में, वे गैस प्रीकूलिंग और सबकूलिंग के लिए क्रायोजेनिक तापमान और उच्च दबावों को संभालते हैं।फ्लोटिंग स्टोरेज रेगेसिफिकेशन इकाइयों (FSRUs) और एलएनजी वाहकों पर, पीसीएचई ईंधन-गैस वाष्पकरण इकाइयों और बीओजी (बॉयल-ऑफ गैस) वसूली एक्सचेंजर के रूप में कार्य करते हैं।वे अपतटीय गैस-कंप्रेशन संयंत्रों में हाइड्रोकार्बन धाराओं को भी गर्म और ठंडा करते हैं, गैस-तेल अलगाव औरdew-इविन्यास को बढ़ाते हैं।

विद्युत उत्पादन औरनवीकरणीय ऊर्जा:

बिजली और नवीकरणीय प्रणालियों में, पीसीएचई गर्मी वसूली और उच्च तापमान चक्रों में उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं।वे केंद्रित सौर ऊर्जा के लिए सुपरक्रिटिकल CO2 (sCO2) बिजली चक्रों में उपयोग किए जाते हैं, जो बंद-लूप चक्रों में दक्षता को बढ़ावा देते हैं।टरबाइन बिजली संयंत्रों में, पीसीएचई दहन से पहले ईंधन गैस को प्रीहिट करते हैं और अपशिष्ट गर्मी वसूली का प्रबंधन करते हैं।परमाणु संयंत्र (उन्नत रिएक्टर डिजाइन सहित) भी रिएक्टर-कूलेंट और सहायक गर्मी-विचेंज कर्तव्यों के लिए पीसीएचई को अपनाते हैं।

रासायनिकपेट्रोकेमिकल प्रसंस्करणः

रासायनिक संयंत्र पीसीएचई का उपयोग करते हैं जहां भी अंतरिक्ष तंग है या कठोर परिस्थितियां प्रचलित हैं।उदाहरणों में उच्च दबाव रिएक्टर (उदाहरण के लिए हाइड्रोजन), विशेष गैस पाइपलाइन, और पेट्रोकेमिकल क्रैकर्स में रिफ्लक्स कंडेंसर शामिल हैं।संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु अक्सर उपयोग की जाती है (इनकोनेल, हेस्टेलॉय) पीसीएचई को आक्रामक तरल पदार्थों (एसिड, अमोनिया, क्लोरीन) से संपर्क करने की अनुमति देती है जो जल्दी से पारंपरिक एक्सचेंजर को अपग्रेड करेगा।

समुद्री तथाअपतटीय:

एलएनजी वाहकों से परे, पीसीएचई समुद्री प्रक्षेपण और उपयोगिता प्रणालियों में दिखाई देते हैं।गैस-ईंधन वाले जहाजों पर, वे कॉम्पैक्ट रूप से अपशिष्ट गर्मी और प्रीहिट ईंधन को बहाल करते हैं।अपतटीय प्लेटफार्मों और एफपीएसओ में, पीसीएचई का उपयोग कंप्रेसरों और पंपों से गर्मी वसूली के लिए, या सीमित स्थानों में फीडवाटर को कंडीशनिंग के लिए किया जाता है।

एयरोस्पेस और रक्षाः

वायुमंडल में उच्च दबाव और तापमान प्रबंधन महत्वपूर्ण है।पीसीएचई को रॉकेट इंजन शीतलन (ईंधन-साइड रिकवरीटर) में और अंतरिक्ष यान पर जीवन-सपोर्ट गर्मी अस्वीकृति लूपों के लिए उपयोग किया जाता है।एक कॉम्पैक्ट संरचना में बहुत उच्च दबावों और क्रायोजेनिक तरल पदार्थों (जैसे तरल ऑक्सीजन या हाइड्रोजन) को संभालने की उनकी क्षमता बेजोड़ है।

पीसीएचई विनिर्माण बनाम पारंपरिक निर्माण में रासायनिक उत्कीर्णन

पीसीएचई प्रदर्शन की एक कुंजी इसकी प्लेटों को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली रासायनिक उत्कीर्णन प्रक्रिया है।मुद्रित-सर्किट बोर्डों के समान, माइक्रोचैनल एक फोटोकेमिकल एच द्वारा बनाए जाते हैं: एक फोटोरिज़िस्ट मास्क को धातु की प्लेट (स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम, आदि) पर लागू किया जाता है,फिर अवरुद्ध क्षेत्रों को एसिड etchants द्वारा घुल दिया जाता है।यह उत्刻न कदम उच्च दक्षता गर्मी हस्तांतरण के लिए आवश्यक सटीक चैनल ज्यामितीय प्रदान करता है।

रासायनिक उत्कीर्णन पारंपरिक विधियों पर कई विनिर्माण लाभ प्रदान करता है:

जटिल चैनल ज्यामितीयः

यांत्रिक पंचिंग या स्टैम्पिंग के विपरीत, फोटोकेमिकल इक्चिंग गैर-संपर्क है और कोई चलती उपकरण नहीं उपयोग करता है, इसलिए यह बुरिंग या उपकरण पहनने के बिना बहुत ठीक, जटिल चैनल पैटर्न उत्पन्न कर सकता है।यह चैनल लेआउट में पूरी डिजाइन स्वतंत्रता प्रदान करता है, सतह क्षेत्र को अधिकतम करता है।इसके विपरीत, पारंपरिक प्लेट एक्सचेंजर आमतौर पर साधारण लहराती या दबाए गए पैटर्न तक सीमित होते हैं क्योंकि गहरे या अधिक जटिल आकारों को stamping प्लेट को विकृत करेगा।

तनाव मुक्त प्लेटः

यांत्रिक तरीके (स्टamping, punching, या यहां तक कि लेजर कटिंग) धातु में अवशिष्ट तनाव और विरूपण पेश करते हैं।इसके विपरीत, रासायनिक उत्कीर्णन प्लेट को सपाट और तनाव मुक्त छोड़ देता है।फोटो इक्चिंग सीएनसी मशीनिंग, स्टैम्पिंग और लेजर मशीनिंग के विपरीत, कोई यांत्रिक या थर्मल तनाव नहीं छोड़ती है, जो सपाटता से समझौता कर सकती है।बाद के प्रसार-बांडिंग चरण के लिए सपालन को बनाए रखना महत्वपूर्ण है, प्लेट स्टैक में समान संपर्क सुनिश्चित करना।

उच्च सटीकता और पुनरुत्पादन:

इक्चिंग प्रक्रिया अच्छी तरह से नियंत्रित रासायनिक गतिशीलता और फोटोमास्क द्वारा नियंत्रित होती है, इसलिए यह चैनल आयामों पर बहुत तंग सहिष्णुता को पुन: उत्पन्न कर सकता है (वाड़ा अक्सर कुछ मिलीमीटर या उससे कम होती है)।यह उच्च गर्मी प्रवाह के लिए चैनलों के बीच बहुत पतले वेब अनुभागों की अनुमति देता है।पारंपरिक मिलन या ड्रिलिंग पैमाने पर एक ही संकल्प प्राप्त करने के लिए संघर्ष करेगा।

इक्चिंग के बाद, प्लेटों को स्टैक किया जाता है और प्रसार बंधा (जिसे प्रसार वेल्डिंग भी कहा जाता है)।प्रसार बंधन में, उत्कीर्ण प्लेटों के ढेर को उच्च तापमान और दबाव पर दबाया जाता है ताकि धातु की सतह परमाणु रूप से फ्यूज हो।यह एक ठोस, मोनोलिथिक कोर बनाता है, जिसमें चैनलों में कोई अलग वेल्डिंग सीम नहीं होता है।फिर बंधे हुए ब्लॉक को आकार के लिए मशीन या कटौती किया जाता है और हेडर (एंड-कैप्स) और नोजल के साथ फिट किया जाता है।यह विनिर्माण अनुक्रम पारंपरिक एक्सचेंजर के साथ विपरीत है, जहां प्लेटों को गैस्केट या ब्रज किया जा सकता है।चूंकि पीसीएचई प्रसार बंधन का उपयोग करते हैं, बंधे हुए जोड़ों को पूर्ण माता-पिता धातु गुण (शक्ति, जंग प्रतिरोध) बनाए रखते हैं, फिलर धातुओं या गैस्केट की कमजोरियों से बचते हैं।

उच्च प्रदर्शन पीसीएचई समाधान

मुद्रित सर्किट गर्मी एक्सचेंजर एक परिपक्व अभी भी विकसित तकनीक हैं, जो कॉम्पैक्ट गर्मी हस्तांतरण की सीमाओं को धक्का देती है।वे आवश्यक हो गए हैं जहां भी उच्च दबाव, उच्च तापमान या तंग अंतरिक्ष बाधाएं मौजूद हैं।SHPHE के बारे में अपने उत्पाद पृष्ठ पर हाइलाइट्स, पीसीएचई गर्मी विनिमय प्रौद्योगिकी में एक ग्राउंडब्रेकिंग नवाचार है, जो औद्योगिक अनुप्रयोगों की मांग के लिए तैयार है।इसकी उच्च दक्षता, कॉम्पैक्ट डिजाइन - 1,000 बार और 900 डिग्री सेल्सियस तक संचालित करने में सक्षम - इसे एलएनजी, परमाणु, सुपरक्रिटिकल सीओ 2 और एयरोस्पेस प्रणालियों के लिए आदर्श बनाता है।

SHPHE के प्रकाशित विनिर्देश कंपनी के प्रतिस्पर्धी किनारे को रेखांकित करते हैं: हमारी पीसीएचई इकाइयां एएसएमई और अंतर्राष्ट्रीय प्रमाणन लेती हैं, और 1000 बार तक के दबाव और -196 डिग्री सेल्सियस से 850 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के लिए रेटेड हैं।यह उन्नत उत्कीर्णन और प्रसार-बांडिंग प्रक्रियाओं की SHPHE की महारत को दर्शाता है, जिससे हमें 0.4 मिमी के रूप में छोटे चैनल के साथ 0.4-4 मिमी मोटी प्लेटों का निर्माण करने में सक्षम हो जाता है।व्यवहार में, ऐसी क्षमताएं SHPHE को एक्सचेंजर की आपूर्ति करने की अनुमति देती हैं जो पेट्रोकेमिकल, बिजली और प्रक्रिया उद्योगों के सख्त मानकों को पूरा करते हैं।

पीसीएचई तकनीक कॉम्पैक्ट गर्मी एक्सचेंजर में कला की स्थिति का प्रतिनिधित्व करती है।फोटोकैमिकल इक्चिंग, प्रसार बॉन्डिंग और स्मार्ट हाइड्रोलिक डिजाइन को जोड़कर, SHPHE बेजोड़ दक्षता, दृढ़ता और लचीलापन के साथ समाधान प्रदान करता है।

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