Complex Heat Exchangers – The Combination of Fractal Geometry and Additive Manufacturing

Research output: Contribution to journalResearch articleContributedpeer-review

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Abstract

Im Forschungsprojekt instaf werden komplexe Strukturen für Wärmetauscher in Hochtemperaturanwendungen entwickelt. Die treibende Kraft hinter diesen Entwicklungen ist die neue Gestaltungsfreiheit durch die additive Fertigung von Keramiken. Mit dieser Technologie ist die Komplexität der Form kein Hindernis mehr für wirtschaftliche Lösungen. Die Anwendung von Fraktalen ist in diesem Zusammenhang sehr vielversprechend, da sie einerseits die neue Freiheit ausnutzt und andererseits die Algorithmen zur Erzeugung solcher Formen relativ einfach zu handhaben sind. In diesem Beitrag werden einige Vorschläge für Wärmetauscher oder Mischstrukturen vorgestellt, die von natürlichen Formationen inspiriert sind. Die zugrundeliegende Annahme ist: Die Effizienz eines Wärmetauschers steigt mit der Oberfläche der Wand zwischen den Fluiden. Die Oberflächen werden hier aus einer Reihe von fraktalen Kurven innerhalb einer gegebenen äußeren Form abgeleitet. Die Algorithmen für die Kurven verwenden das Lindemayer-System (L-System), das es erlaubt, eine große Vielfalt von Kurven systematisch zu steuern.

Details

Original languageEnglish
Pages (from-to)35-40
Journal Journal of industrial design and engineering graphics : JIDEG
Volume14
Issue number1
Publication statusPublished - May 2019
Peer-reviewedYes