مصدرين مصر المنصة الإخبارية الأولى الخاصة بالصادرات المصرية والتي تشمل على كافه الاخبار والتقارير العميقة عن الصادرات المصرية والأسواق العالمية.
مقالات مشابهة
.
يستخدم المهندسون تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتعزيز أداء المبادل الحراري بنسبة 2000٪ حيث استخدم فريق من الباحثين من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج الجيل التالي من المبادلات الحرارية فائقة الصغر ، مما يحقق زيادة في الأداء تصل إلى 2000٪. لتمكين الهندسة الجديدة ، طور المهندسون برنامج تصميم المبادل الحراري ثلاثي الأبعاد الخاص بهم المصمم لهذا الغرض مع وظيفة تحسين الهيكل. تم تصميم البرنامج خصيصًا لتحسين تصميمات المبادلات الحرارية الحالية. لزيادة نقل الحرارة إلى أقصى حد مع تقليل وزن الجزء ، مما قد يكون له آثار كبيرة على صناعات مثل الطاقة والإلكترونيات والفضاء.
يوضح ويليام كينج ، أستاذ العلوم الميكانيكية والهندسة والقائد المشارك للدراسة: لقد طورنا برنامج تحسين الشكل لتصميم مبادل حراري عالي الأداء. يتيح لنا البرنامج تحديد التصميمات ثلاثية الأبعاد التي تختلف اختلافًا كبيرًا وأفضل من التصميمات التقليدية.
الحاجة إلى تطوير المبادلات الحرارية
تُستخدم المبادلات الحرارية ببساطة لنقل الطاقة الحرارية من النقطة أ إلى النقطة ب ، فهي ضرورية في معظم الصناعات الرئيسية. ويتم عرضها في كل نظام معقد تقريبًا يولد الحرارة. وهذا يشمل أنظمة توليد الطاقة ، والنقل ، ومعالجة النفط والغاز ، وتحلية المياه ، والإدارة الحرارية للإلكترونيات الاستهلاكية.
مع استخدام الملايين من المبادلات الحرارية في العالم اليوم ، أصبح أدائها وكفاءتها أكثر أهمية من أي وقت مضى. عندما يتعلق الأمر بالاستدامة العالمية وتقليل استهلاك الطاقة. نحن بحاجة إلى أجهزة ذات مساحة سطحية عالية تعزز التدفق الحراري الفعال مع كونها مدمجة وخفيفة الوزن أيضًا. في بعض الصناعات مثل الفضاء. يكون هذا المزيج مهمًا بشكل خاص لأن حجم الجزء والكتلة لهما تأثير مباشر على أداء النظام والمدى والتكاليف.
لسوء الحظ ، وفقًا لباحثي إلينوي ، لم تتغير تصميمات المبادلات الحرارية كثيرًا خلال العقود القليلة الماضية. مقيدًا بتقنيات التصنيع التقليدية ، لم نتمكن من دمج الهياكل المعقدة مثل القنوات الداخلية التي تعمل على تحسين تدفق الحرارة. ومع ذلك ، نظرًا لأن الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد أصبحت الآن خيارًا قابلاً للتطبيق ، فإن تصميمات المبادلات الحرارية ثلاثية الأبعاد التي كان يُفترض سابقًا أنها مستحيلة يمكن تصنيعها بسهولة. كل ما كان مطلوبًا هو أداة برمجية مخصصة لتصميم الأجهزة الجديدة الأكثر كفاءة.
مبادل حراري محسن أنبوب في أنبوب
باستخدام برنامج التصميم ثلاثي الأبعاد ، درس الفريق نوعًا خاصًا من المبادلات الحرارية يسمى مبادل الأنبوب داخل الأنبوب ، والذي يوجد غالبًا في أنظمة مياه الشرب وأنظمة الطاقة في المباني. كما يوحي الاسم ، تتميز المبادلات الأنبوبية في الأنبوب بوجود أنبوب داخلي متداخل داخل أنبوب خارجي. يحتوي تصميم إلينوي أيضًا على مجموعة من الزعانف المدمجة داخل الأنابيب – وهي ميزة تصميم داخلي لم تتحقق إلا من خلال تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
بمجرد الانتهاء من التصميم الأمثل ، قام المهندسون بطباعة المبادل الحراري باستخدام AlSi10Mg واختبار الأداء في بيئة معملية. وُجد أن للجهاز كثافة طاقة تبلغ 26.6 واط / سم 3 وقوة محددة تبلغ 15.7 كيلو واط / كجم ، وهو ما يُقال إنه أعلى بحوالي 20 مرة من تلك الموجودة في المبادلات الحرارية التجارية المماثلة.
قال نيناد ميليكوفيتش ، الأستاذ المشارك في العلوم الميكانيكية والهندسة والقائد المشارك للدراسة: لقد صممنا وصنعنا واختبرنا مبادل حراري محسّن من أنبوب في أنبوب. يتميز المبادل الحراري المُحسَّن لدينا بكثافة طاقة حجمية أعلى بحوالي 20 مرة من جهاز الأنبوب داخل الأنبوب التجاري المتطور حاليًا.
يمكن العثور على مزيد من التفاصيل عن الدراسة في ورقة بعنوان تطوير المبادل الحراري. فائق الكثافة من خلال تصميم الخوارزمية الجينية والتصنيع الإضافي. شارك في تأليفه Hyunkyu Moon و Davis McGregor و Nenad Miljkovic و William King.
طور الباحثون مجموعة من المبادلات الحرارية المطبوعة ثلاثية الأبعاد من الجيل التالي
في وقت سابق من هذا الشهر ، طور باحثون في جامعة RMIT الأسترالية مجموعة من المبادلات الحرارية. المطبوعة ثلاثية الأبعاد من الجيل التالي التي تعمل بوقود الطائرات. المحفزات المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، كما يطلق عليها ، عبارة عن مبادلات حرارية معدنية مغلفة بالمعادن الاصطناعية المعروفة باسم الزيوليت. قد يكون استخدام وقود الطائرات كمبرد هو المفتاح لحل إحدى أكبر مشكلات الرحلة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت: ارتفاع درجة الحرارة.
في مكان آخر ، اختبرت GE Research ، جناح البحث والتطوير التابع لشركة GE الأمريكية ، مؤخرًا نموذجها الأولي الجديد الخاص بالمبادل الحراري المطبوع ثلاثي الأبعاد في درجات حرارة تصل إلى 900 درجة مئوية. تم تصميم جهاز التنظيم الحراري الفرعي التابع لشركة GE Research جنبًا إلى جنب مع جامعة ميريلاند. ومختبر أوك ريدج الوطني (ORNL) ، ويتميز بتصميم هندسي فريد يشبه العنب يوفر له خصائص مقاومة للحرارة والضغط الشديدة.
