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Heat Exchangers for Lightweighting in Propulsion

Scambiatore di calore compatto liquido-liquido realizzato mediante Additive Manufacturing. Il dispositivo si basa su una struttura a lattice 3D, per ottenere resistenza meccanica abbinata a basso peso e alto rapporto superficie/volume. In particolare, è stata studiata una struttura Triply-Periodic Minimal Surface (TPMS) di tipo gyroid. 

Calcoli numerici hanno valutato le prestazioni di trasferimento termico per confrontare il potenziale delle parti a lattice rispetto ai dispositivi tradizionali. Inoltre, sono state condotte analisi sul rapporto rigidità/peso e resistenza/peso per determinare il rapporto ottimale tra dimensione e spessore della struttura TPMS. 

Infine, la cella unitaria più promettente, in termini di equilibrio tra trasferimento di calore, rigidità/resistenza e leggerezza, è stata scelta per la produzione di un prototipo di scambiatore di calore, che è stato validato sperimentalmente insieme alle previsioni numeriche.