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Diseño y Fabricación de Intercambiadores de Calor Utilizando Compuestos Poliméricos Termicamente Conductores

Autores: Liu, Jian; Cheng, David; Pan, Wang; Oo, Khin; McCrimmon, Ty-Liyiah; Bai, Shuang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Diseño y Fabricación de Intercambiadores de Calor Utilizando Compuestos Poliméricos Termicamente Conductores


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Intercambiadores de calor de polímero
Conductividad térmica
Polvos de diamante
Estireno acrilonitrilo butadieno
Superficie mínima periódica triplemente
Impresión 3D

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los intercambiadores de calor de polímero (HXs) son ligeros y rentables debido a la asequibilidad de las materias primas de polímero. Sin embargo, la baja conductividad térmica (CT) inherente de los polímeros limita su aplicación en HXs. Para mejorar la conductividad térmica de los compuestos de polímero, se utilizaron dos tipos de polvos de diamante, con tamaños de partículas de 0.25 um y 16.7 um, como rellenos, mientras que el Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) sirvió como matriz. Se fabricaron muestras de polímero compuesto y se probaron y compararon su densidad y conductividad térmica. Los resultados indican que los rellenos con tamaños de partículas más grandes tienden a exhibir una mayor conductividad térmica. Se diseñó un HX de polímero basado en una estructura de Superficie Mínima Periódica Triplemente (TPMS). Se analizaron y compararon los factores que influyen en la eficiencia de los HXs de polímero con los de los HXs de metal. En los HXs de polímero, la pared de polímero es la principal fuente de resistencia al calor. Además, se evaluó la resistencia mecánica de las piezas de polímero impresas en 3D. Finalmente, se fabricó con éxito un HX utilizando un compuesto de polímero que contiene un 50% en peso de polvo de diamante a través de impresión 3D.

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