| Abstract |
Šajā maģistra darbā pētītas uz triply periodic minimal surface (TPMS) struktūrām balstītas kompakto siltummaiņu ģeometrijas, veicot četru reprezentatīvu topoloģiju — Gyroid, Diamond, Lidinoid un Split-P — projektēšanu, prototipu izgatavošanu un termohidraulisko novērtēšanu. Pētījuma galvenais uzsvars ir likts uz SLA tehnoloģijā izgatavotu sveķu prototipu eksperimentālo darbspēju ūdens–ūdens pretplūsmas siltummaiņa konfigurācijā pie divām masas plūsmām: 0,005 kg/s un 0,010 kg/s. Karstā un aukstā šķidruma ieplūdes temperatūras tika uzturētas attiecīgi 70 °C un 20 °C robežās. Izmantojot temperatūras mērījumus, spiediena krituma rādījumus un standarta siltummaiņu datu apstrādes metodes, tika noteikta siltuma pārneses jauda, efektivitāte, NTU, logaritmiskā vidējā temperatūru starpība (LMTD), kopējais siltuma pārneses koeficients un veiktspējas novērtēšanas kritērijs (PEC). Eksperimentālie rezultāti abos darbības režīmos parādīja konsekventu no topoloģijas atkarīgu veiktspējas tendenci. Lidinoid ģeometrija uzrādīja visaugstākās vidējās siltuma pārneses jaudas, kopējā siltuma pārneses koeficienta, NTU, efektivitātes un PEC vērtības, kam sekoja Split-P, Diamond un Gyroid ģeometrijas. Pie masas plūsmas 0,005 kg/s Lidinoid ģeometrijai tika iegūta vidējā siltuma pārneses jauda 357,77 W un PEC vērtība 2,201 attiecībā pret Gyroid ģeometriju, savukārt pie 0,010 kg/s tā sasniedza 644,45 W un PEC vērtību 1,938. Spiediena krituma vērtības starp pārbaudītajām ģeometrijām saglabājās salīdzinoši šaurā diapazonā, kas norāda, ka novērotās veiktspējas atšķirības galvenokārt ir saistītas ar iekšējās topoloģijas ietekmi, nevis ar būtiski palielinātiem hidrauliskajiem zudumiem. Papildus tika veikta konjugētās siltuma pārneses skaitliskā modelēšana Gyroid un Diamond ģeometrijām, lai iegūtu papildu interpretāciju par temperatūras un spiediena lauku sadalījumu. Modelēšanas rezultāti parādīja, ka Diamond ģeometrijai simulācijas apstākļos ir augstāka termiskā veiktspēja nekā Gyroid ģeometrijai. Iegūtie rezultāti apliecina, ka TPMS topoloģijai ir izmērāma ietekme uz kompakto siltummaiņu veiktspēju un ka SLA balstīta prototipēšana var kalpot kā praktiska eksperimentāla platforma sarežģītu siltummaiņu arhitektūru sākotnējai novērtēšanai. |
