Investigadores demuestran un sistema de transferencia de calor mediante impresión 3D de metal

En muchas industrias, los sistemas operativos utilizan algún tipo de mecanismo de transferencia de calor. La especificidad varía con cada título, ya sea que se relacione con la energía, la química, el transporte, la agricultura o un plan a largo plazo.

Estos intercambiadores de calor se utilizan como recursos energéticamente eficientes para evitar la pérdida de temperatura que se produce en determinados momentos en determinados procesos y así reducir el consumo de combustible para las etapas posteriores que también requieren calor.

Intercambiador de calor impreso en 3D

Los intercambiadores de calor compactos y eficientes que forman parte de esta gama horizontal en las industrias globales de hoy pueden hacer una contribución positiva a los costos y la productividad del ciclo de producción.

Además, dada la tendencia mundial hacia un modelo económico e industrial más sostenible, inevitablemente se prestará atención a cualquier solución que ayude a reducir el consumo de combustibles fósiles satisfaciendo la creciente demanda.

Los investigadores de la Universidad de Illinois utilizaron la optimización de la topología y la impresión 3D de metal, algo desconocido y / o difícil de obtener en el pasado, para crear un nuevo tipo de intercambiador de calor ultracompacto y de alto rendimiento.

El desafío para el equipo es actualizar tecnologías que no han experimentado grandes innovaciones en décadas. Argumentan que a través de su investigación, los investigadores pueden desarrollar un sistema de innovación más eficiente, pero que se requieren herramientas de software especializadas y técnicas de diseño para respaldarlo.

Con el apoyo de la escuela de ingeniería del instituto donde se realizó el estudio, el equipo desarrolló herramientas de software para crear nuevos diseños de intercambiadores de calor impresos en 3D.

"Hemos desarrollado un software de optimización de formas para el diseño de intercambiadores de calor de alta eficiencia", Según William King, profesor de mecánica y coautor del estudio. "El software nos permite definir modelos 3D que son significativamente diferentes de los convencionales y son mejores". Agregar, sí Consultado Cortesía de la Universidad de Illinois.

El sistema mostrado por el equipo (con su gráfico adjunto a este artículo) se basa en una tubería contenida en otra tubería, y su principio es similar al de un calentador que se usa en algunos edificios para agua potable o calefacción.

Para aplicar este principio a la reducción de escala para satisfacer las demandas de la industria, los investigadores desarrollaron un sistema interno de aletas cúbicas que solo se puede producir mediante impresión 3D.

"La densidad de potencia volumétrica de nuestro intercambiador de calor optimizado es aproximadamente 20 veces mayor que la de los modernos sistemas comerciales de tubo en tubo".Said Nenad Milkovich, coautor de la investigación y profesor asociado de la Facultad de Mecánica e Ingeniería.

Un artículo publicado en la revista presenta las observaciones clave de este estudio y el modelo propuesto. Julios...