Problémy s výrobou klasických výmenníkov tepla
Obmedzená sloboda v dizajne
Odlievanie, zváranie a spájkovanie sú niektoré zo základných spôsobov, ako sa vyrábajú tradiční výmenníky tepla. Tieto techniky majú veľa problémov s tvorbou komplikovaných geometrických tvarov, ako napríklad získanie interiérových komplexných architektúr kanálov, šírky malých kanálov a jedinečné povrchové prvky. Napríklad spôsob usporiadania zväzkov trubíc a tvar prietokových kanálov vo vnútri trubíc v škrupinových a trubicových výmenníkoch tepla je obmedzený technológiou spracovania. Preto je ťažké ich navrhnúť najlepším spôsobom na základe toku charakteristík tekutiny, čo sťažuje ešte viac zlepšiť účinnosť prenosu tepla.
Problémy s optimalizáciou štruktúr
Aby bol výmenník tepla lepšie fungovať, je potrebné zlepšiť jeho štruktúru. Napríklad oblasť prenosu tepla musí byť väčšia a stav toku tekutiny musí byť lepší. Vytváranie výmenníkov tepla s komplikovanými vnútornými štruktúrami pomocou tradičných metód je však nielen drahé, ale tiež to trvá dlho. Napríklad štruktúra plutvovej štruktúry výmenníka tepla do taniera môže zväčšiť oblasť prenosu tepla, ale je ťažké správne riadiť tvar a rozstup plutiev pomocou typických výrobných metód. Vďaka tomu je výmenník tepla celkovo menej dobre.
Nízke použitie materiálov
V tradičnej výrobe sa počas procesu musí odstrániť veľa materiálu, čo znamená, že materiál sa nepoužíva veľmi dobre. Nielenže to zvyšuje náklady na výrobu, ale aj odpady. Napríklad, veľa kovov sa premrhalo pri výrobe veľkých výmenníkov tepla kvôli procesu rezania. Zbavenie sa odpadových materiálov tiež kladie určitý dôraz na životné prostredie.
Výhody použitia kovovej 3D tlače na výrobu výmenníkov tepla, ktoré dobre fungujú
Veľmi flexibilné možnosti dizajnu
Kovová 3D tlač používa počítač - pomocou modelov na základe dizajnu (CAD) na výrobu tepelných výmenníkov s prakticky akýkoľvek komplikovaný tvar. Dizajnéri môžu vyrábať výmenníky tepla s rôznymi vnútornými štruktúrami prietokového kanála v závislosti od toho, ako sa tekutiny pohybujú a koľko tepla je potrebné vymeniť. Napríklad výmenníky tepla, ktorí majú prietokové kanály, ktoré sú špirálové, zvlnené alebo rozvetvené, môžu byť vyrobené tak, aby bol proces toku tekutiny turbulentný, čo zvýši koeficient prenosu tepla. Na povrchu tepelného výmenníka je možné urobiť aj malé hrbole alebo poklesy, aby sa tok tekutiny nepravidelnejší a ešte viac zlepšil prenos tepla.
Správna štrukturálna optimalizácia
Pomocou technológie kovovej 3D tlače môžete presne zvládnuť vnútro výmenníka tepla, aby ste získali najlepší dizajn pre konštrukciu. Napríklad veľkosť a tvar prietokového kanála je možné zmeniť na základe prietoku a distribúcie teploty tekutiny. Vďaka tomu je distribúcia tekutiny v výmenníku tepla rovnomernejšie a zvyšuje účinnosť prenosu tepla. Pridanie štruktúr, ako sú plutvy na ihly a generátory vírusov, do dôležitých častí výmenníka tepla môže tiež pomôcť zvýšiť výkon miestneho prenosu tepla. Kovová 3D tlač môže tiež vyrábať výmenníky tepla, ktoré sú úplne v jednom kuse, čo znamená menej častí, ktoré je potrebné pripojiť, menší tepelný odpor a lepšia celková účinnosť výmeny tepla.
Vysoká miera používania materiálov
Kovová 3D tlač je typ výroby aditív, ktorá vyrába veci stohovaním materiálov na seba, čo vytvára veľmi malý odpad. Kovová 3D tlač môže používať materiály oveľa lepšie a nižšie výrobné náklady v porovnaní s tradičnými subtraktívnymi výrobnými metódami. Napríklad pri výrobe malých výmenníkov tepla môže kovová 3D tlač použiť viac ako 90% materiálu, zatiaľ čo tradičné výrobné metódy používajú iba 50% až 70% materiálu.
Dôležitá technológia a metódy na výrobu výmenníkov tepla, ktoré dobre fungujú
Výber správnych materiálov
Najdôležitejšou vecou na výrobu výmenníkov tepla, ktorí dobre fungujú, je výber správneho kovu. Na výrobu 3D výtlačkov sa často používajú nehrdzavejúca oceľ, zliatina hliníka, zliatina meďnatého, zliatina titánu a ďalšie kovy. Nerezová oceľ je dobrá pre niektorých výmenníkov tepla, ktoré musia byť odolné voči korózii a dostatočne silné na to, aby sa pod stresom držali. Hliníková zliatina je dobrá pre niektorých výmenníkov tepla, ktorí musia byť ľahké a dobré pri vedení tepla. Zliatina medi je jedným z najlepších materiálov na výrobu vysokých - efektívnych výmenníkov tepla, pretože veľmi dobre vedie teplo. Zliatina titánu je silná, odolná voči korózii a dokáže zvládnuť vysoké teploty. Je to dobré pre výmenníkov tepla, ktorí pracujú za určitých podmienok.
Zlepšenie procesu tlače
Výber správnych parametrov procesu pre kovovú 3D tlač má veľký vplyv na to, ako dobre fungujú výmenníky tepla. Napríklad laserový výkon, rýchlosť skenovania, hrúbka vrstvy a metóda skenovania môžu zmeniť hustotu, drsnosť povrchu a mechanické vlastnosti tlačených objektov. Aby sa ubezpečil, že výmenník tepla funguje dobre, parametre procesu tlače sa musia optimalizovať v závislosti od zvolených materiálov a požiadaviek na konštrukciu. Aby sa predišlo problémom, ako sú praskliny a deformácie, je tiež dôležité modelovať a študovať polia teploty a stresu počas procesu tlače.
následná starostlivosť
Po ich vyrobení je potrebné ďalej spracovať kovové 3D tlačené výmenníky tepla, aby sa ich povrchy zlepšili a zlepšili ich. Niekoľko bežných spôsobov, ako zverejniť - proces, sú chemické ošetrenie, tepelné spracovanie a leštenie povrchu. Tepelné spracovanie sa môže zbaviť zvyškových stresov, ktoré sa dejú počas tlače, čím sa materiály organizujú a lepšie; Vyleštenie povrchu môže zvýšiť plynulejšie povrchy výmenníkov tepla, uľahčiť tekutinu a zefektívniť prenos tepla. Použitím chemikálií môžete na povrchu tepelného výmenníka vytvoriť ochranný film, vďaka ktorému je menej pravdepodobné, že koroduje.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - tlače/3D {{}}} tlačing-inine-manifold.html