3D打印的陀螺微结构热交换器的效率提高了55%
信息来源：Applied Thermal Engineering
Executive Summary
内容提要
热交换器是在流体之间传递热量的装置。热交换器用于制冷系统、燃料电池以及用于汽车和飞机的内燃机等领域具有广泛的应用。
《应用热工程》上发表的一篇新论文中，研究人员描述了他们是如何采用3D打印技术开发和建造高效紧凑的热交换器原型系统。经过评估，该陀螺晶格结构紧凑型换热器原型系统的效率比市场上领先的传统热交换器高 55%，而尺寸只有其的10%。
这项研究由格拉斯哥大学（University of Glasgow）詹姆斯-瓦特工程学院的Shanmugam Kumar博士领导，同时还有来自斯旺西大学（Swansea University）和阿布扎比哈利法科技大学（Khalifa University）的同事，团队开发的这种新型3D打印换热器具有迷宫般的重复陀螺结构，比传统的同类产品更紧凑、更高效，他们利用微尺度表面的独特特性，通过增材制造实现高性能热交换器。
研究团队在热交换器中使用三周期最小表面 (TPMS) 的gyroid 单元重复陀螺结构，是因为热交换器的有效性与其表面积有关——表面积越大，流体将热能从一侧传递到另一侧的机会就越大。这意味着具有较大表面积的物体可以比具有有限表面积的物体更快地冷却或加热流体。
团队开发的的微型陀螺结构换热器外形是立方体结构，其中心包含一个由gyroid 单元矩阵构成的换热核心。gyroid 单元的尺寸为4.6mm × 4.6mm × 4.6mm，壁厚为0.3mm，孔隙率为80%，gyroid换热核心矩阵由7×7×7的gyroid 单元构成。
图2：(a) 热流体 (b) 冷流体 (c) 分隔壁和 (d) 对应于实验测试编号 1 的压力等值线的模拟热等值面
（图片来源：Applied Thermal Engineering）
END
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