محققان شرکت جنرال الکتریک یک پروژه ۲٫۵ میلیون دلاری را از طریق موسسه پروژه تحقیقات پیشرفته (ARPA-E) با استفاده از برنامه های فرایندهای تولید و مواد (HITEMMP) برای توسعه یک مبدل حرارتی با دما و فشار بالا با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی، رهبری کردند.
پرینت سه بعدی مبدل های حرارتی با دمای بالا
جنرال الکتریک با دانشگاه مریلند و آزمایشگاه ملی Oak Ridge برای تولید یک مبدل حرارتی با بازده بسیار بالا و عملکرد مناسب در دماهای بالاتر از ۱۶۵۰ درجه فارنهایت و فشار های بیشتر از ۳۶۰۰ psi همکاری کرد. مبدل حرارتی جدید توانایی تولید پاکیزه تر و کارآمد تر نیرو را در پلتفرم های فعلی و نسل بعدی نیروگاه ها فراهم می کند.
پرینت سه بعدی مبدل های حرارتی دما بالا
پیتر دی باک، مسئول اصلی بخش مهندسی حرارت در تحقیقات جنرال الکتریک و رهبر پروژه جایزه ARPA-E، می گوید: “ترکیب منحصر به فرد مهارت های تیم در طراحی، سبب دستیابی به طرح منحصر به فرد برای یک مبدل حرارتی جدید شد که موانع موجود در مقابل افزایش بازده را از بین می برد. ما دانش عمیق خود در زمینه فلزات و مدیریت حرارت را برای اعمال آن ها به شیوه ای جدید که پیش از این از طریق تکنولوژی پرینتر سه بعدی قابل استفاده نبود به کار بردیم. با فناوری پرینت سه بعدی، اکنون ما می توانیم به طرح های جدید معماری دست یابیم که پیش تر امکان پذیر نبوده اند. این موضوع برای ما امکان ساخت یک دستگاه UPHEAT با توانایی عملکرد بهینه و موثر در دماهایی ۲۵۰ درجه سانتی گراد (۴۵۰ درجه فارنهایت) بالاتر از مبدل های حرارتی امروزی را فراهم کرد. ”
پیتر دی باک اشاره کرد: “مبدل های حرارتی عملکردی مشابه به ریه ها در بدن انسان انجام می دهند. ریه ها مبدل حرارتی نهایی هستند که از گردش هوایی که شما نفس می کشید برای حفظ بالاترین عملکرد بدن و تنطیم دمای بدن استفاده می کنند. اساسا، مبدلهای حرارتی در تجهیزات تولید انرژی مانند توربین گاز عملکردی مشابه ریه ها را در دماها و فشارهای بسیار بالاتر انجام می دهند. محققان شرکت جنرال الکتریک و دانشگاه مریلند از تکنولوژی پرینت سه بعدی برای ایجاد اشکال و طرح های پیچیده بیولوژیکی جهت ایجاد تغییر در عملکرد مبدل های حرارتی به منظور افزایش بازده و کاهش انتشار گازها استفاده کردند. ”
این مبدل حرارتی جدید یک آلیاژ دیرگداز نیکل، مقاوم در برابر ترک و با امکان کار در دمای بالا می باشد که توسط تیم محققان جنرال الکتریک به طور خاص برای فرایند تولید افزودنی طراحی شده است. آزمایشگاه ملی Oak Ridge از تخصص شناخته شده خود در علم خوردگی برای آزمایش و اعتبار سنجی عملکرد مواد در درازمدت استفاده کردند. پس از اتمام، مبدل حرارتی توانایی افزایش بازده حرارتی چرخه های تولید گرمای غیر مستقیم از قبیل دی اکسید کربن فوق بحرانی (sCO2) ، کاهش مصرف انرژی و کاهش در میزان انتشار گازها را خواهد داشت. علاوه بر این، مبدلهای حرارتی جدید با عملکرد در درجه حرارت بالا فرصت های جدیدی در کاربردهای پیشرفته هوا فضایی فراهم می کنند.
هدف این برنامه ۲٫۵ ساله، توسعه و نمایش مبدل های حرارتی پرینت سه بعدی شده با عملکرد در دما و فشار بالا می باشد.
منبع: https://www.3ders.org/
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
تهیه و تنظیم مقاله از : خدمات پرینتر سه بعدی آی دیزاین
ثبت ديدگاه