Olet 30 kW vanadiinivirtausakun kennorakennekatsauksessa. Runko koneistetaan ja elektrodihuopaerän mitataan 4,1-5,0 mm 52 arkin poikki. Viimeinen muuttuja on virtauskenttälevy: joustava grafiittikomposiitti, joka deformoituu puristuksen vaikutuksesta, tai jäykkä hiilipolymeerilevy, joka pitää geometriansa. Väärä valinta voi nostaa kosketusresistanssia 18 % ja pitää pinon nimellisvirrantiheyden alapuolella. Vastaus riippuu rungon tasaisuudesta, elektrodin paksuuden toleranssista ja siitä, kuinka paljon pumppaustehoa olet valmis käyttämään.
Kuinka joustavat vs. jäykkävirtauskenttälevyt eroavat mekaanisesti
Molemmat levytyypit kuljettavat virtaa, jakavat elektrolyyttiä ja tukevat elektrodia pulttivoimaa vastaan. Ne eroavat kimmomoduulista ja siitä, miten ne reagoivat paksuuden vaihteluun.
Joustava virtauskenttälevy on yhteensopiva hiili-grafiitti-komposiittilevy, joka muuttaa muotoaan elastisesti pinon puristuksessa mukautuakseen elektrodin paksuustoleranssiin. Jäykkä virtauskenttälevy on jäykkä muovattu komposiitti, joka säilyttää kanavageometriansa samalla kuormituksella.
Taipuisa levy rakennetaan yleensä orientoidusta grafiittikalvosta polymeerisideaineella. Sen kimmomoduuli on 8-15 GPa, joten se käyttäytyy kuin kokoonpuristuva levy. Jäykkä levy on valettu hiilikuituvahvisteisesta hartsista, jonka kimmomoduuli on 30-50 GPa. Se käyttäytyy kuin rakenneosa.
Käytännön seuraus: joustavat levyt sietävät /-0,5 mm elektrodin paksuuden vaihtelua; jäykät levyt vain noin /-0,1 mm. Mutta jäykät levyt estävät kanavansa poikkileikkauksen sulkeutumasta puristuksen aikana. Tämä yksi ero ohjaa suurimman osan jäljellä olevista kompromisseista. Katso mikä on kovavirtauskanavalevy ymmärtääksesi jäykän muunnelman rakenteen yksityiskohtaisemmin.
Kovan virtauksen kanavalevy Korkean kovuuden puhtaan hiilimateriaalilevyt valmistetaan hartsisidoksella, korkeapaineisella toistuvalla puristamalla, kyllästämällä ja muilla asfalttikoksin ja öljyn... Näytä tuote → Kosketusvastus ja virranotto
Taipuisat levyt antavat pienemmän alkuperäisen kosketusvastuksen samalla vääntömomentilla; jäykät levyt pitävät kosketusvastuksen vakaampana lämpösyklin jälkeen. Hiililevyn ja hiilihuovan välinen kosketusvastus riippuu kuormituksesta kerrottuna kosketuspinta-alalla. Joustava levy jakaa ripakuorman useammille huopasäikeille.
Yhdessä 0,4 m^2 pinotestissä joustava levy, jossa oli 1,5 mm:n rivat, saavutti 28 mOhm-cm^2 nopeudella 9 N/cm^2. Jäykkä levy tarvitsi 2,0 mm:n ripoja saavuttaakseen 32 mOhm-cm^2. 800 lämpösyklin 20 - 55 C jälkeen jäykkä levy säilytti 95 % alkuperäisestä kosketusresistanssistaan; joustava levy laski 85 prosenttiin.
28 mOhm-cm^2 Taipuisan levyn alkukosketinvastus 9 N/cm^2
32 mOhm-cm^2 Jäykkä levyn alkukosketusvastus 2,0 mm:n rivoilla
95 % vs 85 % Koskettimen säilyminen 800 lämpösyklin jälkeen: jäykkä vs. joustava
Hydrauliikka, painehäviö ja kanavageometria
Jäykät levyt mahdollistavat syvemmät kanavat, mikä vähentää paineen laskua ja pumppaustehoa. Kanavan syvyys vaikuttaa paineen laskuun käänteiskuution kanssa laminaarivirtauksessa. Käärmeväylässä, jonka leveys on 1,5 mm ja pituus 600 mm, syvyyden lisääminen 1,0 mm:stä 1,5 mm:iin vähentää paineen alenemista noin 70 %.
50 kW:n VRFB:ssä 90 l/min kennon painehäviön vähentäminen 0,4 baarilla säästää noin 600 W pumppaustehoa, noin 1,2 % pinon tehosta. Taipuisat levyt rajoittuvat matalampiin profiileihin, koska syvemmät kanavat vähentävät elektrodin kiinnitysaluetta. Ne myös hiipivät kanavaan ajan myötä, joten tehokas syvyys kutistuu. Jäykät levyt pitävät kanavan syvyyden pinon käyttöiän ajan.
Virtauslevyn geometria vaikuttaa tehotiheyteen enemmän kuin useimmat tiimit odottavat - lue analyysimme miten virtauslevygeometria voi parantaa järjestelmän tehotiheyttä .
Tiivistyksen luotettavuus: Joustavat vs. jäykät levyt kokoonpanossa
Jäykät levyt tiivistyvät ennakoitavammin tasaisella kehyksellä; joustavat levyt ovat anteeksiantavampia kehyksen vääntymiselle. Muovisessa kehyksessä on tyypillisesti 0,3-0,5 mm tasaisuuspoikkeama yli 600 mm. Joustava levy seuraa tätä poikkeamaa, joten tiiviste puristuu vaihtelevasti, mutta pysyy kantaman sisällä. Jäykkä levy ei seuraa, joten tiivistepinta vaatii yleensä koneistuksen tai lisäpehmeän tiivistekerroksen.
Jäykällä levyllä on erilainen heikkous: yhden pultin ylikiristämisellä 20 % ei ole juuri mitään vaikutusta. Joustava levy ohenee paikallisesti kyseisessä pultissa, joten sen alla oleva ripa voi painua kokoon tai sulkea kanavan.
| Kriteeri | Joustava virtauskenttälevy | Jäykkä virtauskenttälevy |
| Kimmomoduuli | 8-15 GPa | 30-50 GPa |
| Paksuustoleranssi | /-0,3 mm | /-0,1 mm |
| Suositeltu kiinnitys | 6-10 N/cm2 | 10-14 N/cm2 |
| Tiivisteen kovuus (Shore A) | 70-80 | 50-60 |
| Painehäviötekijä | 1.0 | 0.7 |
| Lämpökierron säilyttäminen | 85% 800 jakson jälkeen | 95% 800 syklin jälkeen |
Joustava virtauskanavalevy Paisutetusta grafiitista korkeassa paineessa valmistetut puhdashiilimateriaalilevyt voidaan työstää erilaisiksi virtauskanavarakenteiksi stanssauskoneilla, kaiverrusma... Näytä tuote → Joustava vs. jäykkä: kumpi pinostasi?
Valitse joustava, kun rungon tasaisuus ja elektrodin paksuus vaihtelevat; Valitse jäykkä, kun tarvitset suurta tehotiheyttä ja ennustettavaa hydrauliikkaa.
Valitse joustava levy, kun
- Kennojen pinta-ala on suurempi kuin 0,4 m^2 ja runko on ruiskupuristettu
- Elektrodihuovan paksuus vaihtelee yli /-0,3 mm
- Virtausreitti on lyhyt ja painehäviö ei ole hallitseva
- Huoltohenkilöstö voi kiristää pinon uudelleen muodostuksen jälkeen
Valitse jäykkä levy, kun
- Tavoitetehotiheys on yli 300 mW/cm^2
- Virtausreitti on pitkä ja siinä on useita kiemurtelevia käännöksiä
- Käytät hitsattuja reunoja tai metallista bipolaarista levyä
- Pinoa ei kiristetä uudelleen käyttöönoton jälkeen
Kustannukset, työkalut ja toimitusketju: Joustava vs. jäykkä mittakaavassa
Joustavat levyt ovat halvempia pieninä määrinä; jäykät levyt voittaa yli muutaman tuhannen yksikön. Valssatusta levystä leikataan joustava levy. 0,4 m^2 kennon osalta raakalevymateriaali maksaa noin 2,5-3,5 kertaa vähemmän kuin muovatun jäykän levyn yksikköhinta 100 kappaletta, koska jäykässä levyssä on työkalujen poisto. 5 000 yksikössä jäykkä muottilevy tulee halvemmaksi yksikkökohtaisesti, koska materiaalia käytetään tehokkaammin ja kiertoaika on lyhyt.
Jäykän levyn työkalut ovat tyypillisesti puristusmuotti, jossa on useita onteloita. Alkuinvestointi riippuu levyn koosta, kanavien lukumäärästä ja vaaditusta tasaisuudesta. Jos mallisi muuttuu usein, joustava levyvalmistus levyvarastosta antaa sinulle enemmän vapautta toistaa ilman, että sinun tarvitsee maksaa uudesta muotista.
Jiaxing Naco New Material Co., Ltd. valmistaa sekä joustavia virtauskanavalevyjä että jäykkiä virtauskanavalevyjä, joten voit arvioida nämä kaksi kokoonpanoa samaa tuotantotoleranssia ja samaa laadunvalvontaa vastaan. Kun hankit jompaakumpaa levyä, kysy toimittajalta raakalevyn tai listan paksuustoleranssia, sillä se ratkaisee, tarvitsetko paksumpaa huopaa vai lisätiivistekompensaatiota.
Hiilikuituvahvistettu hiili-muovi bipolaarinen levy Yrityksemme hiilibipolaariset levyt ovat alan ensimmäisiä hiilikuituvahvisteisia taipuisia grafiittilevyjä. Ne eivät rikkoudu edes 360° taivutettuna,... Näytä tuote → Päätösten tarkistuslista pinollesi
Yhdistä levy ensin pinosi heikoimpaan toleranssiin ja sitten sen virtauspolkuun.
- Mittaa elektrodin huopapaksuus erästä. Jos leviämä on yli /-0,3 mm, aloita joustavalla levyllä.
- Tarkista rungon tasaisuus. Jos se ylittää 0,3 mm yli 600 mm, vältä jäykkää levyä, ellet työstä tiivistepintaa.
- Laske kanavan painehäviö tavoitevirtauksella. Jos se ylittää pumpun budjettisi, vaihda jäykkään levyyn, jossa on syvempi kanava.
- Arvioi yksiköiden kokonaismäärä ja vaihda taajuus alle 2 000 yksikköä. Joustavan levyn prototyyppien valmistus on nopeampaa, mutta jäykkä levytyökalu kannattaa mittakaavassa.
- Testaa ensimmäinen pino molemmilla levyillä. Mittaa kosketusresistanssi ja vuotonopeus 500 lämpöjakson jälkeen, ennen kuin hyväksyt suunnittelun.
Usein kysytyt kysymykset
Voidaanko joustavaa virtauskenttälevyä käyttää vanadiini-pelkistysvirtausakussa?
Kyllä. Joustava komposiittilevy on kemiallisesti yhteensopiva vanadiinielektrolyytin kanssa, kun polymeerisideaine on valittu oikein. Suurin riski on hiipuminen ajan myötä, joten ajoita momentti ensimmäisen 50–200 käyttötunnin jälkeen.
Miten kosketusvastus eroaa joustavien ja jäykkien levyjen välillä?
Taipuisilla levyillä on yleensä pienempi alkukosketusvastus, koska joustava materiaali mukautuu huopaan. Jäykät levyt vaativat leveämpiä ripoja saavuttaakseen vertailukelpoiset arvot, mutta ne säilyttävät kosketusvastuksen paremmin kuin lämpökierto.
Minkä levytyypin käyttöikä on pidempi?
Jäykät levyt kestävät yleensä pidempään korkean lämpötilan pinoissa, koska ne kestävät virumista ja kanavan muodonmuutoksia. Taipuisat levyt kestävät pidempään sovelluksissa, joissa runko on epätasainen, koska ne kestävät tasaisuuspoikkeaman ilman vuotoa.
Tarvitsevatko virtauskenttälevyt erillisen tiivisteen?
Kyllä. Molemmat tyypit tarvitsevat tiivisteen levyn ja rungon väliin. Tiivisteiden kovuus vaihtelee - pehmeämmät tiivisteet (50-60 Shore A) pariksi jäykkien levyjen kanssa, kovemmat tiivisteet (70-80 Shore A) pariksi joustavien levyjen kanssa.
