پرینت سه بعدی یک مبدل گرما توسط GE Research برای تبدیل انرژی کارآمدتر

با بکارگیری هندسه‌های پیچیده، تحول شگرفی در انتظار صنعت انرژی‌ست

به عنوان بخشی از یک ماموریت دو و نیم ساله و رهبری شده توسط Advanced Research Projects Agency، حالا GE Reseacrh یک پروژه‌ی 2.5 میلیون دلاری برای پرینت سه بعدی یک مبدل انرژی دما بالا، فشار بالا و بسیار فشرده را آغاز کرده است. این کار می‌توان انرژی تمیزتر و کارآمدتر برای پلتفرم‌های کنونی و آینده‌ی نیروگاه‌ها تولید کند. بخش تحقیق این گروه با دانشگاه مریلند و Oak Ridge National Laboratory) ORNL) یک همکاری برای کامل کردن این پروژه‌ی بلندپروازانه تشکیل داده‌اند. این همکاران توانستند اولین پروتوتایپی که نسبتاً راضی کننده بود را نیز به نمایش بگذارند.

تولید مبدل انرژی به کمک پرینت سه بعدی در GE Research | عکس از 3DNatives.com
تولید مبدل انرژی به کمک پرینت سه بعدی در GE Research | عکس از 3DNatives.com

یک مبدل گرما دستگاهی است که به یک سیال اجازه‌ی گرم شدن یا سرد شدن توسط یک سیال در گردش در دمایی متفاوت را بدون اینکه این دو مایع ترکیب شوند، می‌دهد. این دستگاه‌ها در ابتدای راه طراحی توسط ساخت افزودنی هستند، روشی که اجازه‌ی بکارگیری پیچیدگی بیشتر به قطعه در عین کاهش هزینه‌ی تولید و زمان را می‌دهد.

ساخت یک مبدل گرمایی با پرینت سه بعدی توسط GE Research

GE و همکارانش توضیح دادند که مبدل‌های گرمایی آنها می‌توانند در محیط‌هایی با دمایی تا 900 درجه سانتی گراد و فشار 248 بار کارایی داشته باشند. Peter deBock، مهندس دمایی در GE Research توضیح می‌دهد:

ما از دانش گسترده‌ی خود در مدیریت فلز و مدیریت دما استفاده کرده و آن را بمانند هیج زمان دیگری به لطف قدرت پرینت سه بعدی به کار بستیم. به لطف این روش، ما حالا می‌توانیم طرح‌های معماری جدید که پیشتر دستیابی به آنها غیرممکن بود را در نظر بگیریم. این کار به ما اجازه‌ی ساخت یک دستگاه UPHEAT را می‌دهد که می‌تواند بصورت مقرون بصرفه در دمایی بالاتر از مبدل‌های گرمایی کنونی (بالای 250 درجه سانتی گراد) کارایی داشته باشد.

شایان ذکر است که مبدل‌های گرمایی عملکردی مشابه ریه‌های ما دارند. Debock می‌گوید:

ریه‌ها نوعی مبدل گرمایی فوق پیشرفته هستند. آنها امکان گردش هوایی که تنفس می‌کنید را طوری به شما می‌دهند تا بدن شما با ظرفیت کامل در عین تنظیم دمایش کارایی داشته باشد. مبدل گرما در تجهیزات مولد نیرو مانند توربین‌های گازی اساسا عملکرد مشابهی را دارند، اما در دماها و فشارهای بالاتر. از طریق ساخت افزودنی، GE و دانشگاه مریلند حالا می‌توانند اشکال و طرح‌های پیچیده‌ی بیولوژیکی را برای ایجاد یک تغییر اساسی و شدید در عملکرد مبدل گرمایی به کار گیرند تا کارایی افزایش یافته و کاهش انتشار گازهای خروجی را منجر شود.

بنابراین تیم مسئول؛ بدن انسان، مخصوصا ریه‌ها را باید مورد بررسی قرار دهند تا مبدل خود را طبق آن مدلسازی کنند.

همچنین می‌توان این قطعه را از یک سوپرآلیاژ نیکل که مقاوم به شکستگی، دماهای بالا و طراحی شده مخصوصاً برای فرآیند ساخت افزودنی توسط تیم GE Research می‌باشد، پرینت سه بعدی کرد. راهکارهای توسعه داده شده توسط Concept Laser را می‌توان برای این کیس مورد استفاده قرار داد، مانند M2 Cusing. نهاد ORNL   باید از تخصص خود در علم خوردگی برای آزمایش و تایید عملکرد طولانی مدت متریال استفاده نماید.

کارکنان GE | عکس از 3DNatives.com
کارکنان GE | عکس از 3DNatives.com
این همکاران مدعی شدند وقتی که این پروژه کامل شود، مبدل گرمایی کارایی دمایی چرخه‌های قدرت غیرمستقیم مانند مولد نیروی کربن دی اکسید فوق بحرانی(sCO2 یا supercritical) بریتون(Brayton) را افزایش خواهد داد و در نتیجه مصرف انرژی و انتشار مواد متصاعد شده را کاهش خواهد داد. همچنین موجب گشودن درها به سمت فرصت‌های جدید در بخش هوافضا مخصوصا برای کاربردهای پیشرفته خواهد شد. شما می‌توانید برای دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص این پروژه به این لینک مراجعه نمایید.

منبع: 3DNatives.com

3DRooz را در رسانه‌های اجتماعی هم دنبال کنید

         

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.