Исследователи General Electric спроектировали, изготовили и протестировали теплообменник, напечатанный на 3D-принтере, для газотурбинных двигателей, как реактивных двигателей, так и промышленных газовых турбин. Подмасштабная модель является результатом проекта стоимостью 3,1 миллиона долларов, начатого в 2019 году под руководством GE Research через программу высокоинтенсивного теплообмена через материалы и производственные процессы (HITEMMP) Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA-E).
В эту работу также входят исследователи из Университета Мэриленда и Национальной лаборатории Окриджа Министерства энергетики США. Цель состоит в том, чтобы разработать «сверхкомпактный теплообменник с высокой температурой и высоким давлением» для экологически чистого и более эффективного производства электроэнергии.
«Возможность запускать силовые турбины и реактивные двигатели при более высокой температуре означает более высокий уровень эффективности», — отмечает GE Research.
Отдельное бизнес-подразделение GE, GE Aviation, было одним из первых производителей оборудования для 3D-печати и аддитивного производства, в том числе некоторых компонентов крупносерийных реактивных двигателей. Другой бизнес GE, GE Additive, разрабатывает технологии 3D-печати на основе электронного луча и лазера и производит детали из специальных сплавов для производителей аэрокосмической и биомедицинской промышленности.
Подшкала GE Research, демонстрационная версия теплообменника была протестирована при температурах, которые достигаются проектным значением 900°C, и достигает почти половины целевого давления 250 бар (3626 фунтов на кв. дюйм). Для сравнения, это более чем на 200°C, превышает рабочие характеристики наиболее эффективных теплообменников, используемых сегодня.
Лана Осуски, ведущий инженер GE Research, отметила, что эффективная конструкция, состоящая из множества тонкостенных ячеек, напоминающих гроздь винограда, способна выдерживать более высокие температуры и давление, к которым стремятся исследователи. Она связала разработку с возможностями материалов и дизайна, доступными благодаря аддитивному производству.
«Свобода проектирования, предоставляемая процессами 3D-печати и инструментами проектирования, позволяет нам быстрее разрабатывать, строить и тестировать новые конструкции теплообменников, которые ранее были невозможны», — заявил Осуски. И она отметила, что команда под руководством GE находится на пути к созданию и тестированию своего окончательного прототипа при полной температуре (900°C) и давлении (3626 фунтов на кв. дюйм) к закрытию проекта в первом квартале 2022 года.
Источник: www.americanmachinist.com
Похожие записи
Tags:
3D печать