< Terug naar vorige pagina

Project

Onderzoek rond de mogelijkheid van additive manufacturing (LPBF) als productietechniek voor warmtewisselaar toepassingen

Het produceren van warmtewisselaars op micro- en minischaal met driedimensionale kenmerken met behulp van zeer geleidende materialen is zeer uitdagend en in veel gevallen niet mogelijk of niet economisch met conventionele en geavanceerde productietechnieken. Gezien hun vermogen om te produceren: vrije vorm en zeer complexe geometrieën, hebben technieken voor additieve fabricage (AM) de potentieel om (s)HEX te optimaliseren door de warmteoverdrachtssnelheden te verbeteren en/of de drukval te minimaliseren langs de kanalen [9]. Er zijn pogingen gedaan om AM-technieken te gebruiken, zoals Laser Powder Bed Fusion (LPBF) voor warmtewisselaars, maar hiermee koper of koperlegeringen verwerken techniek bleek zeer uitdagend vanwege de hoge thermische geleidbaarheid en optische reflectiviteit. Bovendien hebben metalen onderdelen die door AM worden geproduceerd, waaronder LPBF, momenteel een zeer slechte en moeilijk te controleren oppervlaktekwaliteit en door de kleine afmetingen kan oppervlakteruwheid een sterke invloed op de warmteoverdracht [5]. Bovendien kunnen kleine interne en externe kenmerken niet nauwkeurig geproduceerd door LPBF, waardoor het huidige gebruik voor sHEX-toepassingen met kanalen <1 mm wordt beperkt. De complexiteit van numerieke CFD-simulaties voor micro- of miniwarmtewisselaargeometrieën blijft ongewijzigd, terwijl in termen van fabricage en experimentele karakterisering, veranderingen in het apparaat dimensies kunnen voor veel uitdagingen zorgen. Als gevolg daarvan vereist de ontwikkeling van nieuwe typen kleinschalige warmtewisselaars een complexe multidisciplinaire aanpak, inclusief onderzoek en ontwikkeling in ontwerp, simulatie, productie en geavanceerde contactloze karakterisering. Dit belemmert vaak de voortgang bij het creëren van nieuwe en performante kleinschalige HEX. In dit onderzoek project, drie KU Leuven PI’s van de afdeling Werktuigbouwkunde met complementaire expertise en kennis, bundelen hun krachten om bovengenoemde uitdagingen aan te pakken en te onthullen de fundamentele afhankelijkheid van warmteoverdrachtseigenschappen van geometrische structuurafmetingen en vorm, oppervlakte-eigenschappen en materiaal van kleinschalige warmtewisselaars (sHEX).

Datum:20 aug 2021 →  Heden
Trefwoorden:additive manufacturing, heat exchangers, metals, AM
Disciplines:Productieprocessen, -methoden en -technologieën
Project type:PhD project