Διερεύνηση Χαρακτηριστικών Μεταφοράς Θερμότητας Μεταλλικού Αφρού και Εφαρμογή του στη Βιομηχανία HVAC

Η παγκόσμια ζήτηση ενέργειας αυξάνεται με ρυθμό περίπου 1,3% ετησίως και η εξοικονόμηση ενέργειας και η μείωση των εκπομπών είναι μία από τις σημαντικές αναπτυξιακές στρατηγικές της χώρας, επομένως ο εξοπλισμός εξοικονόμησης ενέργειας στον τομέα των ενεργειακών εφαρμογών (μετατροπή θερμότητας, αποθήκευση θερμότητας και αξιοποίηση θερμότητας) προσελκύει μεγάλη προσοχή.

Μεταλλικός αφρόςείναι μια τεχνολογία επεξεργασίας υλικού που προτάθηκε από τον Αμερικανό επιστήμονα Sosnick το 1948, ένα είδος πόρου που σχηματίζεται από τον σκελετό και τις μονάδες πόρων τύπου μεταλλικού συνδέσμου που διασυνδέονται με ανοιχτά κύτταρα, κάθε ανοιχτό κύτταρο (πόρος) περιλαμβάνει 12~14 πενταγωνικές ή εξαγωνικές επιφάνειες. υλικό για νααλουμίνιο, χάλυβας, νικέλιο, χαλκός, κεραμικά και κράματα μετάλλων, που έχει τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά τόσο του μετάλλου συνεχούς φάσης όσο και των χαρακτηριστικών των πόρων διακριτής φάσης.
Οι μεταλλικοί αφροί χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες βασικές παραμέτρους:
1. Η διάμετρος πόρων είναι η μέση διάμετρος των ανοιγμάτων και κυμαίνεται από 0,1 έως 10 mm.
2. Η διάμετρος του σκελετού είναι η μέση διάμετρος του μεταλλικού σκελετού.
3. Η πυκνότητα πόρων είναι ο αριθμός των πόρων ανά ίντσα και σχετίζεται με το μέγεθος των κυττάρων, το μέγεθος των πόρων και το μέγεθος των πλευρών.
4. Το πορώδες ε είναι το κλάσμα όγκου των πόρων που λαμβάνεται από μετρήσεις μάζας και όγκου του δείγματος, που κυμαίνεται από 80% έως 99%, και μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε ανοιχτούς και κλειστούς πόρους ανάλογα με το αν οι πόροι είναι διαπερατοί ή όχι.
Λόγω των χαρακτηριστικών της ροής ρευστού και της ανταλλαγής θερμότητας, η εφαρμογή στο ενεργειακό πεδίο είναι ως επί το πλείστον τύπου ανοιχτού πόρου, ο οποίος έχει μια συνεχή και ανεμπόδιστη τρισδιάστατη δομή πόρων στο εσωτερικό και υπάρχουν πόροι μεταξύ του στερεού σκελετού και το ρευστό μπορεί να ρέει μέσα στους πόρους, με πορώδες ε>80%, μεγάλη ειδική επιφάνεια (1000~5000 m2/m3), μεγάλη θερμική αγωγιμότητα και καλή απόδοση ανταλλαγής θερμότητας, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως στην εναλλάκτη θερμότητας, ηλεκτρονική ψύξη και κυψέλη καυσίμου. Σε ενεργειακές εγκαταστάσεις χρησιμοποιείται σε εναλλάκτες θερμότητας με ενσωματωμένο αφρώδες μέταλλο, ηλιακούς συλλέκτες, ηλιακούς δέκτες, θερμοσυσσωρευτές κ.ο.κ.
Σύμφωνα με τα δομικά χαρακτηριστικά και τα φυσικά χαρακτηριστικά του μεταλλικού αφρού, διερευνήστε τη λειτουργική εφαρμογή του αφρού μετάλλου στον τομέα του HVAC, αντίστοιχα, από μεταφορά θερμότητας, συλλογή θερμότητας, αποθήκευση θερμότητας 3 πτυχές των κύριων εφαρμογών του και τα χαρακτηριστικά της μελέτης, τα κύρια τα ευρήματα έχουν ως εξής:
(1) ο εναλλάκτης θερμότητας που είναι ενσωματωμένος στον μεταλλικό αφρό είναι ένας εξαιρετικά αποδοτικός συμπαγής εναλλάκτης θερμότητας, ο οποίος μπορεί να αυξήσει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας κατά 3~9 φορές. διαφορετικά υλικά (χαλκός, αλουμίνιο, νικέλιο) μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ικανότητα ενίσχυσης της μεταφοράς θερμότητας και διαφορετικά υλικά μπορούν να κάνουν ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας είναι διαφορετικός. αφρώδες μέταλλο στη θεωρία της μεταφοράς θερμότητας στο πορώδες, την πυκνότητα των πόρων και τη διαπερατότητα της κλίμακας των πόρων είναι να προσδιοριστεί η μεταφορά θερμότητας από τις κύριες παραμέτρους της αποτελεσματικής? οι παράμετροι στο ρυθμό μεταφοράς θερμότητας, η πτώση πίεσης, η ροή της σύζευξης του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας είναι η κύρια παράμετρος. Παράμετροι στο ρυθμό μεταφοράς θερμότητας, πτώση πίεσης, ροή του στερεού Ζεύξη του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας των κύριων παραμέτρων πρέπει να καθοριστεί, είναι ο σχεδιασμός του εναλλάκτη θερμότητας είναι οι κύριες παράμετροι δείκτη.
(2) Ο αφρός μετάλλου χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις ηλιακών συλλεκτών, λόγω του μεταλλικού αφρού που χρησιμοποιείται σε αυτήν την κατάσταση υψηλής θερμοκρασίας, η επίδραση της ακτινοβολίας θερμότητας είναι προφανής και κυρίαρχη. Η επίδραση σύζευξης της θερμικής αγωγιμότητας και της μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας σε υψηλές θερμοκρασίες στη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας, καθώς και η ιδιαιτερότητα της δομής του μεταλλικού αφρού, καθιστά πολλαπλούς τους παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματική θερμική αγωγιμότητα του μεταλλικού αφρού και τη λειτουργία μεταφοράς θερμότητας και πολύπλοκο. Συνήθως χρησιμοποιούνται ηλιακοί συλλέκτες άμεσης απορρόφησης και ογκομετρικοί ηλιακοί συλλέκτες, στους οποίους ο συλλέκτης απορρόφησης είναι κυρίαρχη η επίδραση του αφρού μετάλλου στην απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας, μεταξύ του μετάλλου, του αφρού και της μεταφοράς θερμότητας ρευστού επηρεάζει έμμεσα την απόδοση του δέκτη ηλιακής ενέργειας. Ο ογκομετρικός συλλέκτης είναι η χρήση της ροής αέρα και της ροής ηλιακής ενέργειας στη συσκευή, η γεωμετρία και η διαμόρφωση υλικού του αφρού μετάλλου καταλαμβάνει τους κύριους παράγοντες.
(3)Μεταλλικός αφρόςχρησιμοποιείται σε συσκευές αποθήκευσης θερμικής ενέργειας λόγω της συνέχειας της δομής και της υψηλής απόδοσης της θερμικής αγωγιμότητας, χρησιμοποιώντας την υψηλή θερμική αγωγιμότητα, το υψηλό πορώδες και την υψηλή ειδική επιφάνεια και τα υλικά αλλαγής φάσης με μεγάλη χωρητικότητα αποθήκευσης θερμότητας, απλή δομή και χωρίς ανάγκη για την κατανάλωση πρόσθετης ενέργειας κ.λπ., τα πλεονεκτήματα της υπέρθεσης της σύνθεσης σύνθετων υλικών αλλαγής φάσης, ενισχύουν τη μεταφορά θερμότητας της παραφίνης, ενισχύουν τη θερμική αγωγιμότητα των υλικών αλλαγής φάσης, τη μελέτη της βελτίωσης το αφρώδες μέταλλο στο υλικό αλλαγής φάσης Βελτίωση του αφρώδους μετάλλου στη διάταξη υλικού αλλαγής φάσης, αλλαγή πορώδους και κλίμακας πόρων, επιλογή υλικών κ.λπ. στο σύνθετο σύστημα της αλλαγής φάσης χρόνος απόκρισης, κατανομή θερμοκρασίας, χρόνος αποθήκευσης θερμότητας και η μεταφορά θερμότητας έχει σημαντικό αντίκτυπο στην επακόλουθη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του εξοπλισμού για να παρέχει μια ορισμένη θεωρητική βάση.