3D打印设备中集成了热交换结构与质量交换器。研究团队对这种3D打印设备进行了测试。3D打印设备被安装在一个1米高,8英寸宽的吸收塔中,吸收塔由七个商用不锈钢填料组成,3D打印设备被安装在不锈钢填料元件之间的色谱柱上半部分。
受限于制造工艺,传统吸收塔填料外部几何形状复杂,并且很难集成热交换功能。3D打印设备也属于吸收塔中的填料元件,优势是能够在不增加体积和外部几何结构复杂性的前提下进行功能集成,即相当于填料元件中集成了热交换器和质量交换器。
研究团队称之为3D打印增强型设备。那么,有了这种功能集成的3D打印设备,二氧化碳吸收塔的功能得到了哪些增强呢?根据ORNL 实验室的描述,3D打印设备所具有的原位冷却功能增加了二氧化碳气体的液态转化量,使气流和液体流之间的接触表面积比较大化,从而增强了质量传递。
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由演示视频可知,其能够在立方体、半球形、甚至弯曲的条形管上使用,展现了极其丰富的灵活性。投入商用后,显然可推动各种形状和大小的交互创新。
该研究一作Hanton先***表的论文在ACM人机交互国际会议(CHI)上获得了荣誉称号,该会议通常被认为是人机交互领域中**负盛名的学术会议。
当今航空航天、汽车制造、模具应用的快速发展,也给增材制造技术带来前所未有的机遇与挑战,增材制造是国家制造强国战略,强化产业创新的重要方向,国家也将增材制造产业发展上升到国家的战略层面。技术创新的层面,材料先行,那材料是3D打印的基础和**,决定3D打印技术的未来和应用。
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控制吸收过程中的温度,对于二氧化碳捕获非常关键。3D打印设备中集成的热交换功能,可以减少色谱柱中的局部温度峰值,有助于提高二氧化碳的捕集效率。
起到热交换功能的冷却通道就隐藏在3D打印设备的内部。3D打印设备直径为20.3厘米,高度为14.6厘米,总流体容量为0.6升。研究团队并未揭示采用的是哪种铝合金材料,但表示具有高导热性和结构强度。当然,该设备还可以采用其他材料进行增材制造,例如新兴的高热导率聚合物。
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