Effect of Surface Roughness Induced by Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing in a Mini-Channel Heat Exchanger
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The Inside-Out Ceramic Turbine (ICT) is a promising microturbine for aeronautics applications. To increase the cycle efficiency and reduce fuel consumption, microturbines must operate under the recuperated Brayton cycle. The addition of a heat exchanger (HEx) increases the weight of the engine and cancels out any fuel savings as compared to a non-recuperated turbine. For this reason, the requirements applied to HEx for aeronautic gas turbines are: low weight and volume, high effectiveness with a low pressure drop, capabilities to endure high pressure and temperature, and low cost. The Laser powder bed fusion (LPBF) opens a new design space for geometries that cannot be realized by conventional methods, but induces high surface roughness. This paper presents experimental and analytical studies of the influence of surface roughness on the performances of a 3D-printed, counterflow, mini-channel HEx, with 1% of the total mass flow rate of the ICT. Results showed that the friction and heat transfer are both increased in the the regime typically defined as laminar compared to the analytical results. The experimental results are in agreement with a 1D heat transfer model when using correlations for high-roughness values from the literature. LPBF is a promising method to manufacture gas turbine parts, but it is crucial to model and incorporate its manufacturing capacities in terms of precision and surface finish to enhance HEx heat transfer and potentially reduce mass.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».