Verkenning van hitte-oordrag-eienskappe van metaalskuim en die toepassing daarvan in HVAC-industrie

Die wêreld se energievraag groei teen 'n tempo van ongeveer 1,3% per jaar, en energiebesparing en emissievermindering is een van die land se belangrike ontwikkelingstrategieë, dus energiebesparende toerusting op die gebied van energietoepassings (hitte-omskakeling, hitteberging, en hittebenutting) trek baie aandag.

Metaal skuimis 'n materiaalverwerkingstegnologie wat deur die Amerikaanse wetenskaplike Sosnick in 1948 voorgestel is, 'n soort porie wat gevorm word deur die metaalligament-tipe skelet en porie-eenhede wat met oop selle verbind is, elke oop sel (porie) bevat 12~14 vyfhoekige of seskantige oppervlaktes, die materiaal aanaluminium, staal, nikkel, koper, keramiek en metaallegerings, wat die uitstekende eienskappe van beide die deurlopende-fase metaal en die eienskappe van diskrete-fase porieë het.
Metaalskuim word gekenmerk deur die volgende sleutelparameters:
1. Die porie deursnee is die gemiddelde deursnee van die openinge en wissel van 0,1 tot 10 mm;
2. Skeletdeursnee is die gemiddelde deursnee van die metaalskelet;
3. poriedigtheid is die aantal porieë per duim en hou verband met selgrootte, porieëgrootte en ribgrootte;
4. porositeit ε is die volumefraksie van porieë verkry uit massa- en volumemetings van die monster, wat wissel van 80% tot 99%, en kan in oop en geslote porieë gekategoriseer word volgens of die porieë deurlaatbaar is of nie.
As gevolg van die eienskappe van vloeistofvloei en hitte-uitruiling, is die toepassing in die energieveld meestal oop porietipe, wat 'n deurlopende en onbelemmerde driedimensionele poriestruktuur binne het, en daar is porieë tussen die soliede skelet, en die vloeistof kan vloei binne-in die porieë, met porositeit ε>80%, groot spesifieke oppervlakte (1000~5000 m2/m3), groot termiese geleidingsvermoë, en goeie hitte-uitruilprestasie, wat word meestal gebruik in die hitteruiler, elektroniese verkoeling en brandstofsel. In energiefasiliteite word dit gebruik in hitteruilers met ingebedde skuimmetaal, sonkollektors, sonkragontvangers, hitte-akkumulators ensovoorts.
Volgens die strukturele eienskappe en fisiese kenmerke van metaalskuim, ondersoek die gefunkionaliseerde toepassing van metaalskuim in die veld van HVAC, onderskeidelik, vanaf hitte-oordrag, hitte-versameling, hitteberging 3 aspekte van sy hooftoepassings en kenmerke van die studie, die belangrikste bevindings is soos volg:
(1) die hitteruiler wat in die metaalskuim ingebed is, is 'n hoogs doeltreffende kompakte hitteruiler, wat die konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt met 3 ~ 9 keer kan verhoog; verskillende materiale (koper, aluminium, nikkel) kan die vermoë om die hitte-oordrag te versterk aansienlik verbeter, en verskillende materiale kan die hitte-oordragkoëffisiënt anders maak; skuim metaal in die teorie van hitte-oordrag in die porositeit, porieë digtheid, en deurlaatbaarheid van die porie skaal is om die hitte-oordrag van die belangrikste parameters van die effektiewe te bepaal; die parameters in die tempo van hitte-oordrag, die drukval, die vloei van die koppeling van hitte-oordragkoëffisiënt is die belangrikste parameter; parameters in die tempo van hitte-oordrag, drukval, vloei van die vastestof Koppeling van die hitte-oordrag koëffisiënt van die belangrikste parameters moet bepaal word, is die ontwerp van die hitteruiler is die belangrikste aanwyser parameters.
(2) Metaalskuim word in sonkollektorfasiliteite gebruik, as gevolg van die metaalskuim wat in hierdie hoë temperatuur situasie gebruik word, is die hittestralingseffek duidelik en dominant. Die koppelingseffek van hittegeleiding en stralingshitte-oordrag by hoë temperature in die hitte-oordragproses, sowel as die spesifisiteit van die struktuur van die metaalskuim, maak die faktore wat die effektiewe termiese geleidingsvermoë van die metaalskuim en die hitte-oordragmodus beïnvloed veelvuldig en kompleks. Algemeen gebruik is direkte absorpsie sonkollektors en volumetriese sonkollektors, waarin die absorpsie versamelaar is die invloed van metaal skuim op sonenergie absorpsie is dominant, tussen die metaal, skuim en vloeistof hitte-oordrag indirek beïnvloed die prestasie van sonenergie ontvanger; volumetriese versamelaar is die gebruik van lugvloei en sonenergievloei in die toestel, die geometrie en die materiaalkonfigurasie van die metaalskuim beslaan die belangrikste faktore.
(3)Metaal skuimword in termiese energiebergingstoestelle gebruik as gevolg van die kontinuïteit van die struktuur en hoë doeltreffendheid van termiese geleidingsvermoë, deur die hoë termiese geleidingsvermoë, hoë porositeit en hoë spesifieke oppervlakarea te gebruik, en faseveranderingsmateriale met groot hittebergingskapasiteit, eenvoudige struktuur en geen behoefte om bykomende energie te verbruik, ens., die voordele van die superposisie van die samestelling van saamgestelde faseveranderingsmateriale, verbeter die hitte-oordrag van paraffien, versterk die termiese geleidingsvermoë van faseveranderingsmateriale, die studie van die verbetering van die skuimmetaal in die faseveranderingsmateriaal Verbetering van die skuimmetaal in die faseveranderingsmateriaalrangskikking, verander die porositeit en porieskaal, seleksie van materiale, ens. op die saamgestelde sisteem van die faseveranderingsreaksietyd, temperatuurverspreiding, hittebergingstyd en hitte-oordrag het 'n belangrike impak op die daaropvolgende optimalisering van die ontwerp van die toerusting om 'n sekere teoretiese basis te verskaf.