Konferencia RESpect2013

1. Konferencia RESpect 2013, 26. – 28. marec 2013, Poráč
Fluidné a energetické pomery
v matrici kovovej peny
Martin Beer
Fakulta BERG, Technická univerzita v Košiciach

2. Ciele
• využitie kovovej peny (MF - metal foam)
• matrica MF
• získavanie 2D a 3D štruktúry
• fluidné pomery
• energetické pomery
• záver

3. Kovová pena
• bunková štruktúra
• otvorené / uzatvorené póry
• meď, hliník, nikel, oceľ, titán
foto: autor

4. MF (tepelná technika) - prax
A C E
D
B
F
zdroj: ERG Aerospace, Lyrun New Material, EXXentis

5. MF (tepelná technika) – návrhy
A B
C D
A. Zberač s paralelným prietokom pre vákuové
trubicové solárne kolektory (PÚV 6323)
B. Prietokový profil s vtlačeným vymedzením
(PUV 123-2012)

6. Stavba MF
• modelovanie
• simulácie
• poznanie procesov v MF
• 2D a 3D model štruktúry MF
• rôzne prístupy k získavaniu štruktúry

7. 2D štruktúra MF
Panasonic LX-3, ohnisko 24mm
Fototechnika
Negatíva:
• chyby objektívu
• deformácia obrazu
• post-processing
• (ostrosť)
Pozitíva:
• malá prácnosť
• dostupnosť
foto: autor

8. 2D štruktúra MF Canon 9000F MK II
Scanner
Negatíva:
• rozostrenie
• pixelová fragmentácia
Pozitíva:
• malá prácnosť
• dostupnosť
foto: autor

9. 2D štruktúra MF
Tlač z výšky
Negatíva:
• časová náročnosť
• netradičné vybavenie
• zručnosť
Pozitíva:
• kvalita výstupu

10. 3D štruktúra MF Lord Kelvin
*1824 †1907
• bunková štruktúra
• Kelvinova bunka (14-sten)
• 6 – štvoruholníkových stien
• 8 – šesťuholníkových stien
zdroj: University of Glasgow, vlastné spracovanie

11. 3D štruktúra MF

12. 3D štruktúra MF
• simplifikovaný 3D model štruktúry MF
• 1. generácia

13. 3D štruktúra MF
• podobnosť model vs. vzorka MF

14. Fluidné a energetické parametre MF
• vzorka PPI20 (d = 1200 μm),
• laminárne prúdenie
• diskretizovaný model (76 830
buniek),
Vstupné hodnoty (paralelne k
prevádzke EHPT):
• prietok 0,5 l.h-1 / trubica
• tepelný tok 75 W

15. Fluidné a energetické parametre MF
Mapa rýchlosti teplonosného média

16. Fluidné a energetické parametre MF
Trajektórie prúdenia teplonosného média v rovine X-Y

17. Fluidné a energetické parametre MF
Tlaková mapa

18. Fluidné a energetické parametre MF
Teplota teplonosného média

19. Fluidné a energetické parametre MF
Teplota matrice MF

20. Záver
• metodika tvorby 2D a 3D štruktúry MF
• poznanie základných parametrov prúdenia
• technické riešenia na báze MF

21. ...netradičné využitie kovovej peny
Ďakujem za
pozornosť
martin.beer@tuke.sk
/LZZZ.SK