मेटल 3डी प्रिंटिंग द्वारा हीट एक्सचेंजर

Apr 25, 2022

जबकि पारंपरिक विनिर्माण तकनीकों का उपयोग अभी भी बड़े औद्योगिक ताप विनिमायकों के लिए किया जाता है, धातु योज्य निर्माण तेजी से छोटे, अधिक कॉम्पैक्ट डिजाइनों जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स, नवीकरणीय ऊर्जा अनुप्रयोगों, प्रशीतन चक्र, ईंधन कोशिकाओं, आंतरिक दहन इंजन वाहनों और अंततः इलेक्ट्रिक वाहनों में अनुप्रयोग ढूंढ रहा है। इस तकनीक का मुख्य लाभ अधिक डिजाइन स्वतंत्रता है, जिससे आवश्यक भागों की संख्या को कम करते हुए अधिक कुशल गर्मी हस्तांतरण की अनुमति मिलनी चाहिए। इसके परिणामस्वरूप कम जगह और सामग्री का उपयोग होता है, जिससे उच्च तापीय भार और बिजली घनत्व को संभालने के लिए हल्के उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है।


अधिक कुशल हीट एक्सचेंजर्स के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का लाभ उठाने के कई तरीके हैं।

1. जाली संरचनाओं, पिन्ड फिन और माइक्रोचैनल के उपयोग के माध्यम से हीट एक्सचेंज के लिए उपलब्ध क्षेत्र में वृद्धि करें। ये सभी विशेषताएं हीट एक्सचेंजर में अधिक दबाव ड्रॉप की कीमत पर उच्च गर्मी हस्तांतरण की अनुमति देती हैं। विशेष रूप से, ग्रिड संरचना, यदि ठीक से डिज़ाइन नहीं की गई है, तो द्रव प्रवाह के प्रतिरोध में वृद्धि के कारण सिस्टम की समग्र दक्षता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है। दूसरी ओर, पिन किए गए पंख लगभग हमेशा फायदेमंद होते हैं: जबकि गोलाकार और अण्डाकार पंखों से केवल मामूली सुधार की उम्मीद की जाती है, हीरा, वायुगतिकीय और आयताकार पंख प्रति दबाव ड्रॉप में उच्चतम गर्मी हस्तांतरण दर प्रदान करते हैं।


2. आंतरिक चैनलों में प्रवाह अशांति बढ़ाएँ। एक वर्गाकार ऑर्थोगोनल वेग क्षेत्र बनाने, सीमा परत की मोटाई को कम करने और गर्मी विनिमय को बढ़ावा देने के लिए अक्षीय प्रवाह में एड़ी धाराएं बनाई जाती हैं। यह भंवर मुड़ ट्यूब या भंवर जनरेटर द्वारा बनाया जा सकता है। उत्तरार्द्ध को सेलेक्टिंग लेजर मेल्टिंग टेक्नोलॉजी (एसएलएम / डीएमएलएस) के साथ बिना माउंटिंग के प्राप्त किया जा सकता है और हीट एक्सचेंजर बॉडी के साथ लगभग बिना किसी अतिरिक्त लागत के प्राप्त किया जा सकता है और केवल कम दबाव वाले नुकसान के साथ हीट ट्रांसफर गुणांक में 40 प्रतिशत की वृद्धि प्रदान करता है।


3. खुरदरी सतह विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है। जबकि गर्मी हस्तांतरण गुणांक में 70 प्रतिशत तक सुधार प्राप्त किया जा सकता है, यह दृष्टिकोण घर्षण के गुणांक को काफी बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दबाव हानि होती है। छोटे हाइड्रोलिक व्यास वाले माइक्रोचैनल के लिए यह प्रभाव और भी महत्वपूर्ण हो जाता है।


विशिष्ट एप्लिकेशन और समग्र ज्यामिति के आधार पर, ये सुधार डिजाइनरों को डिज़ाइन स्वतंत्रता का लाभ उठाकर अपने लक्ष्य प्रदर्शन को प्राप्त करने में मदद कर सकते हैं जो मेटल एएम लागत प्रभावी, उच्च-प्रदर्शन थर्मल प्रबंधन उपकरणों को डिजाइन करने के लिए प्रदान करता है।


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