Problemy z tworzeniem klasycznych wymienników ciepła
Ograniczona wolność w projektowaniu
Odlewanie, spawanie i lutowanie to jedne z podstawowych sposobów, w jakie wykonują tradycyjne wymienniki ciepła. Techniki te mają wiele problemów z tworzeniem skomplikowanych kształtów geometrycznych, takich jak uzyskanie wnętrza złożonych architektury kanałów, małe szerokości kanału i unikalne cechy powierzchni. Na przykład sposób, w jaki pakiety rurowe są ułożone, a kształt kanałów przepływu wewnątrz rur w wymiennikach ciepła skorupy i rur jest ograniczony technologią przetwarzania. Utrudnia to zaprojektowanie ich w najlepszy sposób w oparciu o charakterystykę przepływu płynu, co utrudnia jeszcze bardziej poprawę wydajności przenoszenia ciepła.
Problemy z optymalizacją struktur
Aby wymiennik ciepła działał lepiej, jego struktura należy poprawić. Na przykład obszar transferu ciepła musi być większy, a stan przepływu płynu musi być lepszy. Ale wytwarzanie wymienników ciepła ze skomplikowanymi strukturami wewnętrznymi przy użyciu tradycyjnych metod jest nie tylko drogie, ale także zajmuje dużo czasu. Na przykład struktura płetwy wymiennika ciepła płetwy płytowej może zwiększyć obszar transferu ciepła, ale trudno jest poprawnie zarządzać kształtem i odstępem płetw za pomocą typowych metod produkcji. To sprawia, że wymiennik ciepła działa ogólnie dobrze.
Niskie wykorzystanie materiałów
W tradycyjnej produkcji wiele materiałów należy usunąć podczas procesu, co oznacza, że materiał nie jest dobrze wykorzystywany. To nie tylko podnosi koszty produkcji, ale także marnuje zasoby. Na przykład wiele metalu jest zmarnowanych podczas robienia dużych wymienników ciepła z powodu procesu cięcia. Pozbycie się materiałów odpadowych kładzie również nacisk na środowisko.
Korzyści płynące z korzystania z metalowego drukowania 3D do tworzenia wymienników ciepła, które działają dobrze
Bardzo elastyczne opcje projektowania
Metal 3D Printing wykorzystuje modele Computer - Design (CAD), aby wymienić wymienniki ciepła o praktycznie skomplikowanym kształcie. Projektanci mogą wytwarzać wymienniki ciepła z różnymi wewnętrznymi strukturami kanałów przepływu w zależności od tego, jak poruszają się płyny i ile ciepła należy wymienić. Na przykład można wykonać wymienniki ciepła o kanałach przepływowych, które są spiralne, faliste lub rozgałęzione, aby proces przepływu płynu był bardziej turbulentny, który podniesie współczynnik przenoszenia ciepła. Na powierzchni wymiennika ciepła można wykonać niewielkie guzy lub spadki, aby przepływ płynu był bardziej nieregularny i zwiększyć lepszą przenoszenie ciepła.
Prawidłowa optymalizacja strukturalna
Korzystając z technologii drukowania metalowego 3D, możesz dokładnie zarządzać wnętrzem wymiennika ciepła, aby uzyskać najlepszą konstrukcję dla konstrukcji. Na przykład wielkość i kształt kanału przepływu można zmienić na podstawie prędkości przepływu i rozkładu temperatury płynu. To sprawia, że rozkład płynu w wymienniku ciepła jest bardziej równy i zwiększa wydajność przenoszenia ciepła. Dodanie struktur, takich jak płetwy igieł i generatory wirów do ważnych części wymiennika ciepła, może również pomóc w zwiększeniu wydajności lokalnego przenoszenia ciepła. Drukowanie metalowe 3D może również wytwarzać wymienniki ciepła, które są całkowicie w jednym kawałku, co oznacza mniej części, które należy podłączyć, mniejszą oporność cieplną i lepszą ogólną wydajność wymiany ciepła.
Wysoka szybkość wykorzystania materiałów
Drukowanie metalowe 3D to rodzaj produkcji addytywnej, która wytwarza rzeczy poprzez układanie materiałów na siebie, co powoduje bardzo małe marnotrawstwo. Drukowanie metalowe 3D może wykorzystywać materiały znacznie lepsze i niższe koszty produkcji w porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji odejmowania. Na przykład podczas tworzenia małych wymienników ciepła drukowanie metalowego 3D może zużywać ponad 90% materiału, podczas gdy tradycyjne metody produkcji wykorzystują tylko 50% do 70% materiału.
Ważna technologia i metody tworzenia wymienników ciepła, które działają dobrze
Wybór odpowiednich materiałów
Najważniejszą rzeczą dla tworzenia wymienników ciepła, które działają dobrze, jest wybranie odpowiedniego metalu. Stal nierdzewna, stop aluminium, stop miedzi, stop tytanowy i inne metale są często używane do wykonania wydruków 3D. Stal nierdzewna jest dobra dla niektórych wymienników ciepła, które muszą być odporne na korozję i wystarczająco silne, aby utrzymać się pod stresem. Stop aluminium jest dobry dla niektórych wymienników ciepła, które muszą być lekkie i dobre w prowadzeniu ciepła. Stop miedzi jest jednym z najlepszych materiałów do tworzenia wysokich - wymienników ciepła, ponieważ bardzo dobrze prowadzi ciepło. Stop tytanowy jest silny, odporny na korozję i może obsługiwać wysokie temperatury. Jest dobre dla wymienników ciepła, które pracują pod pewnymi warunkami.
Ulepszenie procesu drukowania
Wybór odpowiednich parametrów procesu dla metalowego drukowania 3D ma duży wpływ na to, jak dobrze działają wymienniki ciepła. Na przykład moc laserowa, prędkość skanowania, grubość warstwy i metoda skanowania mogą zmienić gęstość, chropowatość powierzchni i mechaniczne cechy drukowanych obiektów. Aby upewnić się, że drukowany wymiennik ciepła działa dobrze, parametry procesu drukowania muszą być zoptymalizowane w zależności od wybranych materiałów i wymagań projektowych. Aby uniknąć problemów, takich jak pęknięcia i deformacje, ważne jest również modelowanie i badanie pól temperatury i naprężeń podczas procesu drukowania.
opieka postpenitencjarna
Po ich wykonaniu metalowe wymienniki ciepła z drukowaniem 3D zwykle muszą być przetwarzane dalej, aby ich powierzchnie były lepsze i poprawić je. Niektóre powszechne sposoby opublikowania procesu - są oczyszczanie chemiczne, obróbka cieplna i polerowanie powierzchni. Obróbka cieplna może pozbyć się naprężeń szczątkowych, które zdarzają się podczas drukowania, sprawiają, że materiały są bardziej zorganizowane i lepsze; Polerowanie powierzchniowe może sprawić, że powierzchnie wymienników ciepła będzie płynne, ułatwić płynom przepływ i zwiększanie wydajności transferu ciepła. Korzystając z chemikaliów, możesz utworzyć folię ochronną na powierzchni wymiennika ciepła, który zmniejsza prawdopodobieństwo korozji.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - printing/3d - printing-engine-manifold.html