Goi-mailako ekipamenduen sektoreetan, hala nola aeronautika-motorretan, hidrogeno-konpresoreetan eta erdieroaleen huts-sistemetan, zurrunbilo-zigilu-zerrendak nanoeskalako fluidoen kontrola lortzen du biraketa-interfazeetan, espiral-geometria logaritmiko zehatzaren bidez. Proben datuek baieztatzen dute:
- Abiadura kritikoa:42.000 bira/min
- Helioaren isurketa-tasa:≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s
- Marruskadura-potentziaren galera:Zigilu mekanikoen % 19
I. Oinarrizko egitura eta funtzionamendu-printzipioa
1. Hiru geruzako diseinu funtzionala
| Osagaia | Material Sistema | Errendimendu-parametroa |
|---|---|---|
| Oinarri espiral-ildaskatua | Ni-oinarritutako superaleazioa (GH4169) | CTE: 3,8 × 10⁻⁶/K (20-800 °C) |
| Zigilu-zerrenda multzoa | Grafenoz aldatutako PI (PI/Gr) | Flexio-erresistentzia: 452MPa @300°C |
| Konpentsazio erradiala | Belleville Springs (17-7PH SS) | Aurrekarga-gradientea: 50±3 N/mm |
2. Zigilatzeko mekanismo dinamikoa
- Alderantzizko presioaren sorreraCoriolis efektuak espiral-zirrikituetan 1:12 presio-erlazioa sortzen du
- Nano Gas Film Hesia0,5-3 μm-ko tarteak 10⁸ N/m³ gas-filmaren zurruntasuna mantentzen du
- Auto-garbiketa5 μm-ko partikulen % 99,2 garbitzen du, 200 m/s-ko abiadura linealean baino gehiagotan
II. Errendimendu Aurrerapenak
1. Muturreko baldintzetara egokitzeko gaitasuna
| Parametroa | Barrutia | Balidazio kasua |
|---|---|---|
| Tenperatura-tartea | -253 °C-tik 850 °C-ra | CJ-1000A motorra (2500 ziklo termiko) |
| Abiadura-ahalmena | 42.000 bira/min | NASA-Glenn Proba Ziurtagiria |
2. Zero Kutsaduraren Bermea
| Ertaina | Ihes-tasa | Ziurtagiria |
|---|---|---|
| He | ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s | ASME PTC 19.1 |
| H₂ | 3,2×10⁻⁹ mol/(m·s) | ISO 15848-1 |
3. Energia-eraginkortasunaren eta mantentze-lanen iraultza
| Metrika | Zigilu mekanikoa | Vortex zigilu-zerrenda | Hobekuntza |
|---|---|---|---|
| Marruskadura-galera | 35,2 kW | 6,8 kW | %80,7 ↓ |
| Hozteko ura | 8,5 L/min | 0 | %100eko aurrezpena |
| Mantentze-zikloa | 3 hilabete | 24 hilabete | %700 ↑ |
III. Industria Aplikazioen Parametroak
| Aplikazio Eremua | Abiadura lineala (m/s) | Presio-tartea | Zerbitzu-bizitza |
|---|---|---|---|
| Aero-motorrak | 420 | 0,2-3,5 MPa | 25.000 ordu |
| Hidrogeno Konpresoreak | 280 | 0,8-2,0 MPa | 40.000 ordu baino gehiago |
| EUV Litografia Hutsean | 9.5 | <10⁻⁵ Pa | Bizitza osorako mantentze-lanik gabe |
Ondorio teknikoa: zigilu birakarien mugak birdefinitzea
Zurrunbilo zigilu-zerrendak hiru aurrerapen iraultzaile lortzen ditu topologia geometrikoaren eta materialen zientziaren bidez:
- Muga fisikoak gainditzen ditu-253 °C-tik 850 °C-ra arte estaltzen du, 42.000 bira/min-ko abiadura jasaten du
- Garbitasuna bermatzen duMaila molekularreko zigilatzea (He isurketa ≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/s)
- Eraginkortasuna berrasmatzen du% 80,7ko marruskadura murrizketa, hozte sistemak ezabatzen ditu (4.500 tona ur/urte/unitate aurrezten ditu)
SpaceX-en Raptor motorra 1.056 rad/s-ko abiaduran funtzionatzen duenean, mikroi-eskalako espiral-lerro honek ingeniaritza aurreratuaren mugak defendatzen ditu nanoeskalako zehaztasunarekin.
Goi-mailako ekipamenduen sektoreetan, hala nola aeronautika-motorretan, hidrogeno-konpresoreetan eta erdieroaleen huts-sistemetan, zurrunbilo-zigilu-zerrendak nanoeskalako fluidoen kontrola lortzen du biraketa-interfazeetan, espiral-geometria logaritmiko zehatzaren bidez. Proben datuek baieztatzen dute:
Abiadura kritikoa: 42.000 rpmHelioaren ihes-tasa: ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/sMarruskadura-potentziaren galera: zigilu mekanikoen % 19
I. Oinarrizko egitura eta funtzionamendu-printzipioa 1. Hiru geruzako diseinu funtzionala
OsagaiaMaterial SistemaErrendimendu ParametroaOinarrizko zirrikitu espiralaNi oinarritutako superaleazioa (GH4169)CTE: 3.8×10⁻⁶/K (20-800°C)Zigilu-zerrenda multzoaGrafenoz aldatutako PI (PI/Gr)Tolestura-erresistentzia: 452MPa @300°CKonpentsazio erradialaBelleville malgukiak (17-7PH SS)Aurrekarga-gradientea: 50±3 N/mm2. Zigilatze-mekanismo dinamikoa
Alderantzizko presioaren sorrera: espiral-zirrikituetan dagoen Coriolis efektuak 1:12ko presio-erlazioa sortzen du. Nanogas film-hesia: 0,5-3 μm-ko tarteak 10⁸ N/m³ gas-filmaren zurruntasuna mantentzen du. Auto-garbiketa: >5 μm-ko partikulen % 99,2 garbitzen du >200 m/s-ko abiadura linealean.
II. Errendimendu Aurrerapenak 1. Muturreko Baldintzetara Egokitzeko Gaitasuna
Parametro-tarteaBalidazio-kasuaTenperatura-tartea-253 °C-tik 850 °C-ra CCJ-1000A motorra (2500 ziklo termiko) Abiadura-ahalmena 42.000 rpm NASA-Glenn probaren ziurtagiria 2. Zero kutsaduraren bermea
ErtainaIhes-tasaZiurtagiriaHe≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/sASME PTC 19.1H₂3.2×10⁻⁹ mol/(m·s)ISO 15848-13. Energia-eraginkortasuna eta mantentze-lanen iraultza
MetrikaZigilu MekanikoaZurrunbilo Zigilu-zerrendaHobekuntzaMarruskadura-galera35,2 kW6,8 kW↓% 80,7Hozte-ura8,5 L/min0% 100eko aurrezpenaMantentze-zikloa3 hilabete24 hilabete↑% 700
III. Industria Aplikazioen Parametroak
Aplikazio Eremua Abiadura Lineala (m/s) Presio Tartea Zerbitzu-bizitza Aeronautika-motorrak 4200,2-3,5 MPa 25.000 ordu Hidrogeno-konpresoreak 2800,8-2,0 MPa 40.000+ ordu EUV Litografia Hutsean 9,5<10⁻⁵ Pa Bizitza osorako mantentze-lanik gabe
Ondorio teknikoa: biraketa-zigiluen mugak birdefinitzea Zurrunbilo-zigilu-zerrendak hiru aurrerapen iraultzaile lortzen ditu topologia geometrikoaren eta materialen zientziaren bidez:
Muga fisikoak gainditzen ditu: -253 °C-tik 850 °C-ra arte estaltzen du, 42.000 bira/min-ko abiadura jasaten du. Purutasuna bermatzen du: Maila molekularreko zigilatzea (He isuria ≤1,5 × 10⁻⁷ Pa·m³/s). Eraginkortasuna berrasmatzen du: % 80,7ko marruskadura murrizketa, hozte sistemak ezabatzen ditu (4.500 tona ur/urte/unitate aurrezten ditu).
SpaceX-en Raptor motorra 1.056 rad/s-ko abiaduran funtzionatzen duenean, mikroi-eskalako espiral-lerro honek ingeniaritza aurreratuaren mugak defendatzen ditu nanoeskalako zehaztasunarekin.
Argitaratze data: 2025eko ekainaren 23a