Optimization of Triply Periodic Minimal Surface Heat Exchanger to Achieve Compactness, High Efficiency, and Low-Pressure Drop

压力降 热交换器 材料科学 传热 传热系数 机械工程 散热片 机械 热的 体积流量 复合材料 热力学 工程类 物理
作者
Jian Liu,David Cheng,Khin Oo,Pan Wang,Ty-Liyiah McCrimmon,Shuang Bai
出处
期刊:Energies [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:17 (20): 5141-5141 被引量:9
标识
DOI:10.3390/en17205141
摘要

With advancements in additive manufacturing (AM) techniques, high-quality triply periodic minimal surface (TPMS) structures can now be produced. TPMS walled heat exchangers (HX) hold significant potential for industrial applications and are receiving increasing attention. This paper explores the impact of various TPMS design variables on flow and thermal performance to optimize TPMS heat exchangers for compactness, high efficiency, and low pressure drop. The design variables examined include the type of TPMS lattice, unit cell size, wall thickness, aspect ratio, TPMS orientation, and equivalent thickness. The study reveals that the flow and heat transfer performance of TPMS structures are significantly affected by these design variables. For the Gyroid, Diamond, and SplitP lattices, performance is nearly identical when the surface-to-volume ratio is kept constant. The average velocity of the fluid in the TPMS HX should be 0.3 m/s. The corresponding Re is between 300~800. Thin wall thickness, small equivalent thickness, and flat lattice configurations can significantly reduce pressure drop while maintaining the overall heat transfer coefficient. Additionally, the angle between the flow direction and TPMS orientation can increase pressure drop. Three aluminum heat exchangers were successfully printed using an AM machine, and testing results are comparable with theoretical prediction.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
爱你的心完成签到 ,获得积分10
1秒前
3秒前
积极亦凝发布了新的文献求助10
4秒前
星辰大海应助因子采纳,获得10
5秒前
6秒前
科研通AI6.4应助哈哈采纳,获得10
6秒前
6秒前
斯文败类应助13675329716采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
zjz发布了新的文献求助10
10秒前
老南瓜完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
正直小懒猪完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
赘婿应助Liangc333采纳,获得10
12秒前
Kao应助唠叨的白猫采纳,获得10
13秒前
岁月轻狂发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
zjz完成签到,获得积分10
15秒前
轻松芷雪发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
tly发布了新的文献求助30
16秒前
FashionBoy应助xwc采纳,获得10
16秒前
16秒前
Leon完成签到,获得积分10
16秒前
阿威完成签到,获得积分10
16秒前
蓝色冰芯发布了新的文献求助30
17秒前
kk发布了新的文献求助10
17秒前
狗蛋发布了新的文献求助10
17秒前
小蘑菇应助LOVASH采纳,获得10
17秒前
云朵完成签到 ,获得积分10
17秒前
在水一方应助笨笨牛排采纳,获得10
18秒前
Carrie发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
13675329716发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7389533
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8995887
关于积分的说明 19144380
捐赠科研通 7026396
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228683
关于科研通互助平台的介绍 2390971
邀请新用户注册赠送积分活动 2210038