Udforskning af varmeoverførselskarakteristika for metalskum og dets anvendelse i HVAC-industrien

Verdens energiefterspørgsel vokser med en hastighed på omkring 1,3 % om året, og energibesparelse og emissionsreduktion er en af ​​landets vigtige udviklingsstrategier, så energibesparende udstyr inden for energianvendelser (varmekonvertering, varmelagring og varmeudnyttelse) tiltrækker stor opmærksomhed.

Metalskumer en materialebearbejdningsteknologi foreslået af den amerikanske videnskabsmand Sosnick i 1948, en slags pore dannet af skelet af metalligament-type og poreenheder forbundet med åbne celler, hver åben celle (pore) omfatter 12~14 femkantede eller sekskantede overflader, materiale tilaluminium, stål, nikkel, kobber, keramik og metallegeringer, som har de fremragende egenskaber af både det kontinuerlige fase metal og egenskaberne for diskrete fase porer.
Metalskum er kendetegnet ved følgende nøgleparametre:
1. Porediameteren er den gennemsnitlige diameter af åbningerne og varierer fra 0,1 til 10 mm;
2. Skeletdiameter er metalskelettets gennemsnitlige diameter;
3. poretæthed er antallet af porer pr. tomme og er relateret til cellestørrelse, porestørrelse og ribbensstørrelse;
4. porøsitet ε er volumenfraktionen af ​​porer opnået fra masse- og volumenmålinger af prøven, varierende fra 80 % til 99 %, og kan kategoriseres i åbne og lukkede porer alt efter om porerne er permeable eller ej.
På grund af egenskaberne ved væskestrømning og varmeudveksling er anvendelsen i energifeltet for det meste åben poretype, som har en kontinuerlig og uhindret tredimensionel porestruktur indeni, og der er porer mellem det faste skelet, og væsken kan strømme inde i porerne, med porøsitet ε>80%, stort specifikt overfladeareal (1000~5000 m2/m3), stor termisk ledningsevne og god varmevekslingsydelse, hvilket er mest brugt i varmeveksleren, elektronisk køling og brændselscelle. I energianlæg bruges det i varmevekslere med indstøbt skummetal, solfangere, solmodtagere, varmeakkumulatorer og så videre.
I henhold til de strukturelle egenskaber og fysiske egenskaber ved metalskum, undersøg den funktionaliserede anvendelse af metalskum inden for HVAC, henholdsvis fra varmeoverførsel, varmeopsamling, varmelagring 3 aspekter af dets vigtigste anvendelser og karakteristika af undersøgelsen, de vigtigste resultaterne er som følger:
(1) varmeveksleren indlejret i metalskummet er en meget effektiv kompakt varmeveksler, som kan øge den konvektive varmeoverførselskoefficient med 3 ~ 9 gange; forskellige materialer (kobber, aluminium, nikkel) kan betydeligt forbedre evnen til at styrke varmeoverførslen, og forskellige materialer kan gøre varmeoverførselskoefficienten anderledes; skummetal i teorien om varmeoverførsel i porøsiteten, poredensiteten og permeabiliteten af ​​poreskalaen er at bestemme varmeoverførslen af ​​de vigtigste parametre for den effektive; parametrene i varmeoverførselshastigheden, trykfaldet, strømmen af ​​koblingen af ​​varmeoverførselskoefficienten er hovedparameteren; parametre i hastigheden af ​​varmeoverførsel, trykfald, flow af faststoffet Kobling af varmeoverførselskoefficienten af ​​de vigtigste parametre skal bestemmes, er designet af varmeveksleren er de vigtigste indikatorparametre.
(2) Metalskum bruges i solfangeranlæg, på grund af metalskummet, der bruges i denne høje temperatursituation, er varmestrålingseffekten indlysende og dominerende. Koblingseffekten af ​​varmeledning og strålingsvarmeoverførsel ved høje temperaturer i varmeoverførselsprocessen, såvel som specificiteten af ​​strukturen af ​​metalskummet, gør de faktorer, der påvirker den effektive termiske ledningsevne af metalskummet og varmeoverførselstilstanden til flere. og kompleks. Almindeligvis anvendes direkte absorption solfangere og volumetriske solfangere, hvor absorption solfangeren er indflydelsen af ​​metalskum på solenergi absorption er dominerende, mellem metal, skum og væske varmeoverførsel indirekte påvirker ydeevnen af ​​solenergi modtager; volumetrisk samler er brugen af ​​luftstrøm og solenergistrøm ind i enheden, geometrien og materialekonfigurationen af ​​metalskummet optager hovedfaktorerne.
(3)Metalskumbruges i termiske energilagringsenheder på grund af strukturens kontinuitet og høje effektivitet af termisk ledningsevne, ved at bruge dens høje termiske ledningsevne, høje porøsitet og høje specifikke overfladeareal og faseændringsmaterialer med stor varmelagringskapacitet, enkel struktur og intet behov at forbruge yderligere energi osv., fordelene ved overlejring af sammensætningen af ​​sammensatte faseændringsmaterialer, forbedre varmeoverførslen af ​​paraffin, styrke den termiske ledningsevne af faseændringsmaterialer, undersøgelse af forbedringen af ​​skummetallet i faseændringsmaterialet Forbedring af skummetalet i faseændringsmaterialearrangementet, ændring af porøsitet og poreskala, valg af materialer osv. på det sammensatte system af faseændringsresponstid, temperaturfordeling, varmelagringstid og varmeoverførsel har en vigtig indflydelse på den efterfølgende optimering af udstyrets design for at give et vist teoretisk grundlag.