Все о теплообменниках и теплотехническом оборудовании
Подписка на статьи
Фильтр по статьям

Теплообменный аппарат будущего

Теплообменный аппарат будущего
25.04.2019
Теплоснабжение,
новости рынка,

Содержание статьи

Введение

Технологии не стоят на месте, это касается не только IT-сферы или автомобильной промышленности, но и отрасли теплоснабжения. Что нас ждет в ближайшем будущем? Об этом в данной статье.

Будущее теплообменных технологий

Компания GE Research – подразделение Американского конгломерата General Electric, занимающаяся научными исследованиями, использовала 3D-печать для разработки сверхэффективного теплообменника с высоким КПД для применения в энергетическом оборудовании. Названный UPHEAT (Ultra Performance Heat Exchanger enabled by Additive Technology – Сверхэффективный теплообменник, созданный на Аддитивных технологиях) теплообменный аппарат, является частью проекта в 2,5 миллиона долларов, возглавляемого GE Research.

Разработка была создана Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA-E), в рамках программы высокоинтенсивного теплообмена посредством материалов и производственных процессов (HITEMMP), где GE Research сотрудничает с Университетом Мэриленда (UMD) и Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL).

В течение двух лет, исследовательская группа стремится к цели: «разработать высокотемпературный, устойчивый к высокому давлению, суперкомпактный теплообменник, который позволит вырабатывать энергию более экологично и эффективно в существующих электростанциях и электростанциях будущего».

«Мы берем наши глубокие познания в области материаловедения и управления теплообменом и применяем их способами, которые были ранее недостижимы без мощи 3D-печати» - говорит Питер ДеБок, ведущий инженер-теплотехник GE Research и руководитель проекта в ARPA-E.

«С 3D-печатью сегодня мы можем создавать новые дизайн-архитектуры, ранее невозможные. И это позволит нам создать UPHEAT-устройство, которое будет работать высокоэффективно при температурах до 250 °С – выше, чем могут современные теплообменники»

Лаура Диал (Специалист по материаловедению в GE Research) и Питер ДеБок. Фото GE

Теплообменник, который «захватывает дух»

Теплообменники широко используются во многих областях, таких как отопление помещений, охлаждение и кондиционирование воздуха. В частности, GE Research фокусируется на их использовании в оборудовании для производства электроэнергии, таком как газовые турбины.

Сравнивая их назначение с функциями внутри человеческого тела, Де Бок говорит: «Легкие - это совершенный теплообменник, циркулирующий воздух, которым вы дышите, для поддержания максимальной работоспособности организма, а также для регулирования температуры вашего тела. Теплообменники в оборудовании для производства электроэнергии, таком как газовая турбина, по существу выполняют ту же функцию, но при гораздо более высоких температурах и давлениях».

Теплообменник UPHEAT изготовлен из никелевого суперсплава, разработанного GE Research специально для аддитивного производства. Материал способен выдерживать высокие температуры и устойчив при этом к разрушению. ORNL, специалист в области коррозионных исследований, будет тестировать и проверять характеристики используемых материалов при их длительной эксплуатации.

Ожидается, что после завершения исследований теплообменник обеспечит повышенную тепловую эффективность непрямых циклов нагрева с пониженным энергопотреблением и выбросами. Он будет способен работать при температурах до 900 °C и давлении до 250 бар. Благодаря этим свойствам, UPHEAT сможет использоваться в энергетике и аэрокосмической промышленности для повышения энергоэффективности процессов.

ДеБок добавляет: «Благодаря аддитивному производству GE (General Electric) и Университет Мэриленда теперь будут изучать более сложные биологические формы и конструкции, чтобы обеспечить постепенное изменение производительности теплообменника, обеспечивающее более высокую эффективность и меньшие выбросы».

Прототип теплообменника, распечатанного на 3D-принтере. Фото GE

Усовершенствованное производство металлических присадок с GE Research

GE Research, ранее известная как GE Global Research, в настоящее время является частью проекта, финансируемого институтом America Makes - национальным партнером по развитию 3D-печати в США, для разработки коммерческой системы производства добавок металлов в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией им. Лоуренса (LLNL). Финансируемый Исследовательской лабораторией ВВС США (AFRL), этот проект является частью схемы ускорения крупномасштабного производства присадок (ALSAM) от America Makes.

Отдел исследований и разработок также развивает процесс создания цифровых моделей-дубликатов запчастей из металла для 3D-печати в масштабе 1: 1 под нужды ВМС США. Из-за процесса цифрового дублирования, ВМФ США будет зависеть от GE в плане ускорения производства критически важного оборудования.

«Используя технологию Цифрового дублирования от GE, мы стремимся уменьшить время, за которое детали могут быть перепроектированы или заново созданы с использованием 3D-печати», - Аде Макинде, главный инженер аддитивных технологий в GE Global Research.

Источник: на английском языке

Если вам понравилась статья, то поделитесь ей со своими коллегами.

Поделиться:
Комментарии для сайта Cackle
На нашем сайте мы используем cookie для сбора информации технического характера. В частности, для персонифицированной работы сайта мы обрабатываем IP-адрес региона вашего местоположения. Если вы не согласны с этим, то должны немедленно покинуть данный сайт