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Aperçu - Nouvelles - 3D a imprimé la céramique pour des échangeurs de chaleur avec la puissance de jusqu'à 3 MW

3D a imprimé la céramique pour des échangeurs de chaleur avec la puissance de jusqu'à 3 MW

September 19, 2022

L'énergie solaire concentrée (CSP) est distinguée d'autres sources d'énergie renouvelables à l'aide du stockage de l'énergie thermique (TES) et des moteurs thermiques conventionnels d'expédier l'énergie sur demande. Cependant, afin de réaliser un coût d'énergie levelized concurrentiel (LCOE), des coûts du système de CSP doivent être réduits.

 

Études récentes de plusieurs surfaces minimum périodiques triples (TPMS) et de surfaces nodales périodiques car les échangeurs de chaleur ont prouvé que les surfaces de Schwarz-D TPMS ont d'excellentes propriétés de transfert de chaleur. les carbures, les borures et les composés en métal de transition du groupe IV-VI sont les matériaux (UHTC) en céramique à très haute température les plus communs. Avant l'introduction de la fabrication additive, il était difficile fabriquer des dispositifs de TPMS.

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Comparé aux méthodes précédentes de fabriquer les structures en céramique de TPMS, la fabrication additive de jet adhésif se développe comme méthode prometteuse et extensible de former la céramique. L'impression adhésive de jet a été employée pour fabriquer des plats d'échangeur de chaleur d'UHTC en combination avec l'infiltration réactive, mais pas employée pour fabriquer des structures d'UHTC TPMS agglomérées aux densités relatives élevées. L'expérience acquis des nanomaterials d'agglomération suggère que la basse densité crue pendant le bâti ne soit pas toujours une question et que la réalisation de la bonne uniformité est plus importante.

 

Dans cette étude, les auteurs ont démontré la faisabilité de la fabrication additive de jet adhésif des structures d'UHTC-TPMS en agglomérant et en imprimant les candidats vides. Des composants avec au moins la densité relative théorique de 92% ont été créés, qui sont également une partie du TPMS.

La densité de cible représente la transition de l'intermédiaire à la phase finale d'agglomération, qui est nécessaire pour agglomérer les formes complexes de proche-filet à la pleine densité et pour supprimer la perméation de gaz utilisant la technique de l'agglomération HIP. Le but de la pièce de la démonstration TPMS était de voir si les paramètres impression et agglomérer obtenus à partir des spécimens d'essai s'appliquaient à la géométrie complexe qui serait employée pour la conception d'échangeur de chaleur.

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L'équipe a imprimé 9 morceaux cubiques de cm 3 TPMS et les a agglomérés sans les tordre ou casser. Des topologies de conception, les matériaux et les avances de fabrication sont présentés pour réaliser la performance classe meilleure en sels fondus de chlorure dans des échangeurs de chaleur de CSP.

 

Les chercheurs discutent l'utilisation d'une combinaison de la fabrication additive et de l'agglomération de jet de reliure d'établir des cellules de ZrB2-MoSi2-based UHTC-TPMS. En raison de ses bonnes caractéristiques et qualité de traitement, ZrB2-MoSi2 a été intentionnellement choisi en tant que candidat invalide pour démontrer la faisabilité d'un échangeur de chaleur d'UHTC-TPMS jusqu'à ce que le meilleur matériel d'UHTC pour cette application pourrait être déterminé.

 

On lui a montré que la fabrication additive de jet adhésif peut être employée pour imprimer et agglomérer des structures d'UHTC-TPMS. Afin de limiter effectivement la déformation, on l'a constaté qu'une stratégie espace-limiteuse était nécessaire. Il pouvait employer la matière de base conventionnelle de poudre avec un d50 d'approximativement 2 ou 3 m, la même taille utilisée dans le traitement conventionnel d'UHTC. Ces matériaux sont agglomérés à une densité relative théorique de 92-98%, qui est suffisant pour empêcher des fluides d'échangeur de chaleur de passer par les murs, de séparer les deux régions et de tenir compte de la pression isostatique thermique quand des densités plus élevées sont exigées.