3D bosib chiqarish issiqlik almashtirgich dizaynini optimallashtiradi va uning ishlashi 20 barobar oshadi

2021 yil 22-sentabrda Illinoys universiteti 3D bosib chiqarish texnologiyasidan foydalangan holda ultra kichik issiqlik almashinuvchilarning keyingi avlodini ishlab chiqarishda ish faoliyatini 2000%gacha yaxshilashga erishdi.

Innovatsion geometrik shakllarni loyihalash uchun muhandislar topologiyani optimallashtirishga ega bo'lgan uch o'lchovli issiqlik almashinuvchi dizayn dasturini ishlab chiqdilar. Bu dasturiy ta'minot energiya almashinuvi, elektronika va aerokosmik kabi sohalarga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan qisman og'irlikni minimallashtirish bilan birga, issiqlik o'tkazuvchanligini maksimal darajada oshirish uchun mavjud bo'lgan issiqlik almashtirgich dizaynlarini optimallashtirish uchun maxsus ishlab chiqilgan.

Uilyam King, mexanika fanlari va muhandisligi professori, shunday dedi:" Biz yuqori samarali issiqlik almashinuvchilarni loyihalash uchun shakllarni optimallashtirish dasturini ishlab chiqdik. Dastur an'anaviy dizaynlardan sezilarli darajada farq qiladigan va yaxshiroq bo'lgan 3D dizaynlarni aniqlash imkonini beradi.&tirnoq;

△ Optimallashtirilgan 3D bosilgan issiqlik almashtirgichning tasviri Illinoys universitetidan olingan

Issiqlik almashtirgichni maqbul loyihalash zarurati

Issiqlik moslamasi asosan issiqlik energiyasini A nuqtadan B nuqtaga o'tkazish uchun ishlatiladi. Ular ko'plab sohalarda juda muhim ahamiyatga ega va issiqlik ishlab chiqaradigan deyarli barcha murakkab tizimlar issiqlik almashinuvchilardan foydalanadi. Energiya ishlab chiqarish tizimlari, transport, neft va gazni qayta ishlash, suvni tuzsizlantirish va maishiy elektronikaning termal boshqaruvi.

Hozirgi kunda butun dunyo bo'ylab millionlab issiqlik almashinuvchilari ishlatilmoqda va ularning ishlashi va samaradorligi uglerod chiqindilarini kamaytirish uchun juda muhimdir. Odamlar samarali issiqlik tarqalishini rag'batlantirish uchun yuqori sirtli issiqlik almashtirgichlarga muhtoj, ayni paytda ixcham va engil. Aerokosmik kabi ba'zi sohalarda komponentlarning o'lchami va sifati tizimning ishlashi, ko'lami va narxiga bevosita ta'sir qiladi.

So'nggi bir necha o'n yillar mobaynida issiqlik almashtirgichning dizayni deyarli o'zgarmadi. Asosan an'anaviy ishlab chiqarish texnologiyasi bilan cheklangan, u issiqlik oqimi uchun ichki kanallarni optimallashtirish kabi murakkab tuzilmalarni ishlab chiqara olmaydi. Biroq, metallni 3D bosib chiqarish texnologiyasi rivojlanishi bilan ilgari imkonsiz deb hisoblangan 3D issiqlik almashtirgich dizaynini osongina ishlab chiqarish mumkin. Faqat yangi va yanada samarali qurilmalarni loyihalash uchun maxsus dasturiy vosita zarur.

Optimal quvurli quvurli issiqlik almashtirgich

Rivojlanish guruhi uch o'lchovli dizayn dasturidan foydalanib, quvur ichidagi quvur almashtirgich deb nomlangan maxsus turini ishlab chiqardi, u ko'pincha ichimlik suvi tizimlarida va qurilish tizimlarida ishlatiladi. Quvur ichidagi quvur almashtirgichning xususiyati shundaki, ichki trubka tashqi trubkaga joylashtirilgan. Ular, shuningdek, loyihalashda trubaning ichiga o'rnatilgan suzgichlar to'plamini o'rnatadilar, bu ichki dizayn xususiyati bo'lib, unga faqat 3D bosib chiqarish texnologiyasi orqali erishish mumkin.

Dizayn tugagandan so'ng, muhandislar issiqlik almashtirgichni AlSi10Mg bilan bosib chiqarishdi va laboratoriya sharoitida ishlash testlarini o'tkazdilar. 3D bosilgan issiqlik almashtirgichning quvvat zichligi 26,6 vatt/kub santimetrni tashkil qiladi va o'ziga xos quvvat 15,7 kVt/kg ni tashkil qiladi, bu shunga o'xshash savdo issiqlik almashinuvchilardan taxminan 20 baravar yuqori.

Mexanika fanlari va texnikasi kafedrasi dotsenti Nenad Miljkovich shunday dedi:" Biz quvurli quvurli issiqlik almashtirgichni optimallashtirdik, ishlab chiqardik va sinovdan o'tkazdik. Optimallashtirilgan issiqlik almashtirgichning volumetrik quvvat zichligi, hozirgi zamonaviy quvurli quvurli uskunalarga qaraganda taxminan yuqori. 20 marta".

Issiqlik almashtirgichning ichki tuzilishi va atrofidagi tizim, rasm Illinoys universitetidan olingan

Ushbu tadqiqot&maqolasida chop etilgan, "Genetik algoritm dizayni va qo'shimchalar ishlab chiqarish orqali ultra quvvatli issiqlik almashinuvchini ishlab chiqish". Unga Xyunkyu Mun, Devis Makgregor, Nenad Miljkovich va Uilyam King mualliflik qilgan.