Eksplorimi i karakteristikave të transferimit të nxehtësisë së shkumës metalike dhe aplikimi i tij në industrinë HVAC

Kërkesa botërore për energji po rritet me një normë prej rreth 1.3% në vit, dhe ruajtja e energjisë dhe reduktimi i emetimeve është një nga strategjitë e rëndësishme të zhvillimit të vendit, kështu që pajisjet e kursimit të energjisë në fushën e aplikimeve të energjisë (konvertimi i nxehtësisë, ruajtja e nxehtësisë, dhe shfrytëzimi i nxehtësisë) po tërheq shumë vëmendje.

Shkumë metalikeështë një teknologji e përpunimit të materialit e propozuar nga shkencëtari amerikan Sosnick në vitin 1948, një lloj pore e formuar nga skeleti i tipit ligament metalik dhe njësitë pore të ndërlidhura me qelizat e hapura, çdo qelizë e hapur (pore) përfshin 12-14 sipërfaqe pesëkëndëshe ose gjashtëkëndore, material për tëalumini, çeliku, nikeli, bakri, qeramika dhe lidhjet e metaleve, i cili ka karakteristikat e shkëlqyera të metalit me fazë të vazhdueshme dhe karakteristikat e poreve me fazë diskrete.
Shkumet metalike karakterizohen nga parametrat kryesorë të mëposhtëm:
1. Diametri i poreve është diametri mesatar i hapjeve dhe varion nga 0,1 deri në 10 mm;
2. Diametri i skeletit është diametri mesatar i skeletit metalik;
3. Dendësia e poreve është numri i poreve për inç dhe lidhet me madhësinë e qelizës, madhësinë e poreve dhe madhësinë e brinjëve;
4. Poroziteti ε është fraksioni vëllimor i poreve i marrë nga matjet e masës dhe vëllimit të kampionit, që varion nga 80% në 99%, dhe mund të kategorizohet në pore të hapura dhe të mbyllura sipas faktit nëse poret janë të depërtueshme apo jo.
Për shkak të karakteristikave të rrjedhës së lëngut dhe shkëmbimit të nxehtësisë, aplikimi në fushën e energjisë është kryesisht i llojit të poreve të hapura, i cili ka një strukturë pore tredimensionale të vazhdueshme dhe të papenguar brenda dhe ka pore midis skeletit të ngurtë dhe lëngu mund të rrjedhë. brenda poreve, me porozitet ε> 80%, sipërfaqe e madhe specifike (1000~5000 m2/m3), përçueshmëri e madhe termike dhe performancë e mirë e shkëmbimit të nxehtësisë, e cila përdoret më së shumti në shkëmbyesi i nxehtësisë, ftohja elektronike dhe qeliza e karburantit. Në objektet energjetike përdoret në shkëmbyes nxehtësie me shkumë metalike të ngulitur, kolektorë diellorë, marrës diellorë, akumulatorë të nxehtësisë etj.
Sipas karakteristikave strukturore dhe veçorive fizike të shkumës metalike, hulumtoni aplikimin e funksionalizuar të shkumës metalike në fushën e HVAC, përkatësisht nga transferimi i nxehtësisë, grumbullimi i nxehtësisë, ruajtja e nxehtësisë 3 aspekte të aplikimeve të tij kryesore dhe karakteristikave të studimit, kryesore gjetjet janë si më poshtë:
(1) shkëmbyesi i nxehtësisë i ngulitur në shkumë metalike është një shkëmbyes kompakt shumë efikas i nxehtësisë, i cili mund të rrisë koeficientin e transferimit të nxehtësisë konvektive me 3 ~ 9 herë; materiale të ndryshme (bakër, alumin, nikel) mund të përmirësojë ndjeshëm aftësinë për të forcuar transferimin e nxehtësisë, dhe materiale të ndryshme mund të bëjnë që koeficienti i transferimit të nxehtësisë është i ndryshëm; Metal shkumë në teorinë e transferimit të nxehtësisë në porozitet, densiteti pore, dhe përshkueshmëria e shkallës pore është për të përcaktuar transferimin e nxehtësisë së parametrave kryesorë të efektivit; parametrat në shkallën e transferimit të nxehtësisë, rënia e presionit, rryma e bashkimit të koeficientit të transferimit të nxehtësisë është parametri kryesor; Parametrat në shpejtësinë e transferimit të nxehtësisë, rënia e presionit, rrjedha e ngurtë Bashkim i koeficientit të transferimit të nxehtësisë së parametrave kryesorë duhet të përcaktohet, është dizajni i shkëmbyesit të nxehtësisë është parametri kryesor i treguesit.
(2) Shkuma metalike përdoret në objektet e kolektorëve diellorë, për shkak të shkumës metalike të përdorur në këtë situatë me temperaturë të lartë, efekti i rrezatimit të nxehtësisë është i dukshëm dhe dominues. Efekti bashkues i përcjelljes së nxehtësisë dhe transferimit të nxehtësisë së rrezatimit në temperatura të larta në procesin e transferimit të nxehtësisë, si dhe specifika e strukturës së shkumës metalike, i bën faktorët që ndikojnë në përçueshmërinë termike efektive të shkumës metalike dhe mënyrën e transferimit të nxehtësisë të shumëfishta. dhe komplekse. Zakonisht përdoren kolektorë diellorë me thithje të drejtpërdrejtë dhe kolektorë diellorë volumetrikë, në të cilët kolektori absorbues është ndikimi i shkumës së metalit në thithjen e energjisë diellore është dominues, ndërmjet metalit, shkumës dhe transferimit të nxehtësisë së lëngut indirekt ndikon në performancën e marrësit të energjisë diellore; Kolektori volumetrik është përdorimi i rrjedhës së ajrit dhe rrjedhës së energjisë diellore në pajisje, gjeometria dhe konfigurimi material i shkumës metalike zë faktorët kryesorë.
(3)Shkumë metalikepërdoret në pajisjet e ruajtjes së energjisë termike për shkak të kontinuitetit të strukturës dhe efikasitetit të lartë të përçueshmërisë termike, duke përdorur përçueshmërinë e lartë termike, porozitetin e lartë dhe sipërfaqen specifike të lartë, si dhe materialet e ndryshimit të fazës me kapacitet të madh të ruajtjes së nxehtësisë, strukturë të thjeshtë dhe pa nevojë. për të konsumuar energji shtesë, etj., Përparësitë e mbivendosjes së përbërjes së materialeve të ndërrimit të fazës së përbërë, rritja e transferimit të nxehtësisë së parafinës, forcimi i përçueshmërisë termike të materialeve të ndryshimit të fazës, studimi i përmirësimit të metali i shkumëzuar në materialin e ndryshimit të fazës Përmirësimi i metalit shkumë në rregullimin e materialit të ndryshimit të fazës, ndryshimi i porozitetit dhe shkallës së poreve, përzgjedhja e materialeve, etj. në sistemin e përbërë të ndryshimit të fazës, koha e reagimit, shpërndarja e temperaturës, koha e ruajtjes së nxehtësisë dhe transferimi i nxehtësisë ka një ndikim të rëndësishëm në optimizimin e mëvonshëm të dizajnit të pajisjes për të siguruar një bazë të caktuar teorike.