大多数当前的CSP植物都将硝酸盐盐混合物作为热存储介质。这些盐被用作纯粹明智的能量存储,在充电/放电周期期间,液态盐在冷水和冷罐之间抽水。由于硝酸盐降解为亚硝酸盐时发生的腐蚀引起的,这些系统限于大约560°C [2]。下一代CSP计划在更高的温度下运行,因此需要在650°C或更多的温度下运行的热量储能介质[1]。由于硝酸盐将在这些温度下分解,因此正在研究其他类型的盐,例如氟化物,氯化物和碳酸盐,以用于热量储能应用[3-7]。熔融氟化物盐已将大量研究重点视为传热液,并且是熔融盐反应器中核燃料的载体[8]。熔融氯化盐最近已经从CSP工业中获得了极大的兴趣,这主要是由于美国领导的GEN3 CSP项目,该项目旨在使用氯化物三元盐作为明智的热量储能培养基和高达800°C的温度下的热传递流体[9-12]。
摘要。本文介绍了为模拟不锈钢 SS316L 定向能量沉积中形成的熔池中的流体流动和传热而开发的数值模型。该模型结合了重要的热量和动量源项。能量源项包括激光能量、相变潜热、对流热损失、辐射热损失、蒸发热损失以及由于熔融颗粒沉积到熔池中而增加的能量。动量源项是由表面张力效应、热毛细(Marangoni)效应、热浮力、相变引起的动量衰减、熔融颗粒动量以及由于蒸发引起的反冲效应引起的。模拟表明,熔池中预测的流动和传热会影响最终的形状和尺寸。在当前采用的工艺参数下,熔池细长、宽而浅,具有凹陷的自由表面和向外的对流。向外流动是由熔池中心的高温主导区域引起的,因此表面张力的温度梯度为负。
摘要:在这项工作中,通过通过记录和分析的离线数据来调整3轴笛卡尔运动学的限制,从而优化了具有锋利角的薄壁的生产,例如轴速度,加速度和X和Y轴的位置。该研究使用两种粉末材料(SS316L和IN718)使用激光进行了定向的能量沉积过程。用1毫米厚度获得薄壁,每层只有一个珠子,在90°处获得直/尖角。在调整位置参数G502以在Fagor 8070 CNC系统上定位精度后,可以在角落中获得最小的材料积聚的壁,并且在两种不同的精确的精度构造的0.11和0.24 mm之间,在0.11和0.24 mm之间具有恒定的层厚度和高度,并且具有恒定的层厚度和高度。通过确定编程速度的降低与定位的精度之间的正确平衡,以达到定义为墙角的点,速度为20 mm/s的速度为29%,速度为20 mm/s,速度为61%,速度为40 mm/s。墙壁显示出最小的缺陷,例如残余孔隙度,微观结构足够。
a 威斯康星大学麦迪逊分校机械工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 b 威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 c 威斯康星大学麦迪逊分校格兰杰工程研究所,美国威斯康星州麦迪逊 53706 ⸸ 通讯作者 摘要 拓扑优化 (TO) 与增材制造 (AM) 的结合有可能彻底改变现代设计和制造。然而,制造优化设计的实例很少,而经过实验测试的设计实例就更少了。缺乏验证再加上 AM 工艺对材料性能的影响,使我们对工艺-微观结构-性能关系的理解存在差距,而这对于开发整体设计优化框架至关重要。在这项工作中,使用定向能量沉积 (DED) 和选择性激光熔化 (SLM) 方法对功能设计进行了拓扑优化和制造。这是首次在 TO 背景下直接比较这些 AM 方法。在单轴位移控制拉伸载荷下,研究了 SS316L 和优化部件在制造和热处理条件下的机械性能,并与有限元建模 (FEM) 预测进行了比较。优化样品在试件中提供了压缩和拉伸载荷区域。实验结果表明 FEM 预测较为保守。微观结构分析表明,这种差异是由于增材制造过程中形成的细化微观结构,可增强高应力区域的材料强度。此外,由于晶粒尺寸更细化和位错结构更密集,SLM 样品表现出比 DED 样品更高的屈服强度。TO 结果对 AM 方法、后处理条件和机械性能差异很敏感。因此,通过结合微观结构特征来考虑制造部件中的局部微观结构变化,可以最好地优化用于 AM 框架的 TO。
