Heat oerdracht eigenskippen fan iepen sel metaal skuim

Metal foam is in soarte fan multyfunksjoneel gearstald metaal materiaal mei in bepaald oantal, in bepaalde grutte fan poarjes, en in bepaalde porosity yn 'e metalen matrix. Foammetaal hat unike strukturele skaaimerken lykas grut spesifyk oerflak, grutte porositeit, en lytse tichtens, en hat multyfunksjonele gearstalde skaaimerken lykas waarmtedissipaasje (iepen sel), waarmteisolaasje (sletten sel), lûdabsorption en trillingsdemping, lichtgewicht , hege spesifike sterkte, elektromagnetyske shielding, ensfh., En it is in soarte fan struktureel en funksjoneel materiaal dat de eigenskippen fan thermofysika yntegrearret, meganika, akoestyk en elektrisiteit.
Foariepen sel metaal foam, De hege porositeit en komplekse trijediminsjonale mesh-struktuer meitsje dat it in heul goede waarmte-dissipaasje en hege effisjinsje fan waarmteferfier hat, dy't in heul breed applikaasjeperspektyf hat op it mêd fan kompakte waarmtewikselers, mikro-elektroanyske apparaatkoeling, ensfh. Foar de waarmte oerdracht eigenskippen fan iepen-sel skom metaal, syn ûndersyk status wurdt ûndersocht en analysearre út de tapassing gebieten fan kompakte waarmtewikselers.
Metal foamfoar kompakte waarmtewikselers
De ferbettere eigenskippen fan waarmteferfier fan metaalfoam binne algemien erkend. As it gas of floeistof troch de gatten streamt, wurdt de waarmte oerbrocht en útwiksele yn 'e foarm fan twongen konveksje tusken it metalen skom mei in iepen selstruktuer en de floeistof. Oan 'e iene kant makket de komplekse trijediminsjonale gaasstruktuer fan' e metalen skom it net-lineêre effekt fan 'e floeistof, en de mjitte fan turbulinsje wurdt ek fersterke, sadat it fêste oerflak oan' e floeistof befoarderet yn 'e hege lokale waarmteferfier; oan de oare kant, it skom metaal grutte spesifike oerflak gebiet is ek in wichtige reden foar it metaal hat goede waarmte oerdracht prestaasjes. Op it stuit rjochtet de stúdzje fan metalen skom foar kompakte prestaasjes fan waarmtewikseler oerdracht benammen op fersterke waarmte oerdracht oan loftside en fersterke waarmte oerdracht oan koelmiddelside.
Foar de loftside ferbettere waarmte-oerdracht eigenskippen fan metaal skom, wurdt metaal skom brûkt ynstee fan finnen foar waarmte dissipaasje yn tapassingen dêr't tradisjonele finnen wurde brûkt, lykas koeling elektroanyske komponinten, plaat waarmtewikselers, en finned waarmtewikselers. Yn kompakte waarmtewikselers wurde de streamwarmte-oerdrachteigenskippen op it stuit benammen bestudearre foar koper- en aluminium-foammetalen mei poriedichtheden yn 't algemien minder dan 40% en porositeiten fan 70% of mear.
By in bepaalde poregrutte nimt de waarmteferfiersnelheid ta mei de tanimming fan porositeit en dominearret. Oan 'e oare kant, foar in bepaalde porositeit, hoe heger de poarstichtens, de legere de effisjinsje fan waarmteferfier, wat kin wêze fanwege de te grutte poargrutte. De poarstruktuerparameters fan porositeit, poriedichtheid en poardiameter binne de wichtichste faktoaren dy't de prestaasjes fan waarmteferfier beynfloedzje.metalen foams. Foar it tapassen fan metalen skom yn it koeljen fan elektroanyske komponinten, waarden de effekten fan metalen skuimporositeit en poardiameter op it effekt fan waarmteferlieding ûndersocht troch ortogonale eksperiminten. De resultaten litte sjen dat ûnder twongen konveksje de prestaasjes fan 'e waarmte-dissipaasje fan skommetaal relatearre binne oan' e poarstruktuer, wêryn de poargrutte de grutste ynfloed hat.
Guon ûndersyksresultaten litte sjen dat hoewol it skommetaal in sterke rol hat by it ferbetterjen fan waarmteferfier, de groei fan ferset net te ferwaarloosjen is tegearre mei de groei fan prestaasjes fan waarmtewikseler. De effisjinsje fan waarmteferfier fan foammetaal wurdt signifikant ferbettere by lytser drukferlies, en it drukferlies nimt ta mei de tanimming fan poarstichtens. De resultaten fan 'e stúdzje binne learsum foar it ûntwerp en de fabrikaazje fan lichtgewicht en kompakte hege effisjinsje waarmtewikselers. In eksperiminteel ûndersyk fan skommetaalwaarmtewikselers en vinnenwaarmtewikselers fan deselde grutte waard útfierd, en it waard fûn dat ûnder deselde testbetingsten de skommetaalwaarmtewikseler minder effisjint wie as de linnenwarmtewikseler, en it drukferlies en wriuwingskoëffisjint wiene heger as dy fan de finned waarmte Exchanger. De poreuze foam metaal hat in dúdlik fersterkjen effekt op convective waarmte oerdracht, en it fersterkjen effekt nimt ôf mei de tanimming fan Reynolds getal; de poreuze foam metaal makket de stream ferset fan floeistof tanimme fansels, mar de fermannichfâldigjen fan ferset ferheging nimt ôf mei de tanimming fan Reynolds getal. Wiidweidige fersterking fan convective waarmte oerdracht en tanimming fan de druk drop yn 'e stream fan twa aspekten kin sjoen wurde,poreuze foam metaalis mear geskikt foar de floeistof mei lytsere flow rate gelegenheden. Foam metaal hat de rol fan lucht-side ferbettere waarmte oerdracht, mar waarmte oerdracht prestaasjes ferbettering tagelyk, it ferset ek tanommen, en de totale prestaasjes is slimmer as de tradisjonele finnen. Undersyk lit sjen dat foammetaal geskikt is foar seldsume gelegenheden mei lege trochstreaming. Dêrom, foam metaal lucht-side ferbettere waarmte oerdracht moat beskôgje de applikaasje gelegenheden, en kin net blyn útfiere de tradisjonele fin waarmte dissipation alternatyf ûndersyk.

De metalen skom kin ek spylje in rol by it ferbetterjen fan de waarmte oerdracht fan koelmiddel troch faze feroaring. De resultaten litte sjen dat as de porositeit wis is, de prestaasjes fan waarmteferfier ferdûbelje as de poarstichtens ôfnimt fan 20 nei 40 PPI en de poregrutte nimt ôf, troch de fynere selstruktuer mei in grutter oerflak en mear yntinsive fersteuring. By hege trochstreamingen hâldt de siedende waarmte-oerdrachtskoëffisjint in steady en stadige ferheging mei tanimmende droechte. Mei de stadichoan tanimmen fan wurkdruk, it siedende waarmte oerdracht ferskynsel by lege droechte is fergelykber mei grûn siedend, dat wol sizze, de waarmte oerdracht wurdt yntinsivearre mei de tanimming fan de druk, mar de druk nimt ta in beskate mjitte spilet in minderjende rol yn it siedend. waarmte oerdracht. De waarmte-oerdrachtskoëffisjint fan koperen skombuizen is sawat trije kear heger as dy fan ljochtbuizen. Yn it gefal fan suvere refrigerant fersterket de oanwêzigens fan foam metaal de stream fan siedende waarmte oerdracht, en waarmte oerdracht koeffizient wurdt ferhege mei maksimaal 185%. Yn it gefal fan oalje-befette betingsten, it effekt fan metalen skom te fersterkjen waarmte oerdracht wurdt ferswakke; ûnder deselde betingsten, ferlike mei 5PPI foam metaal, 10PPI foam metaal kin fergrutsje de waarmte oerdracht koëffisjint mei maksimaal 0,6 kear, en lytsere pore grutte kin ferbetterje de trochstreaming siedende waarmte oerdracht koeffizient.
De effekten fan massa flow rate en twa-fase floeistof droegeheid op flow kondensaasje druk drop en waarmte oerdracht koëffisjint waarden wiidweidich analysearre. De resultaten litte sjen dat de drukfal fan 'e binnenmuorre fol ringfoarmige metalen skombuis folle grutter is as dy fan' e ljochtbuis, en de drukfal nimt rap en netlineêr ta mei de tanimming fan massastream en droechte. De kondensaasje waarmte oerdracht koëffisjint fan 'e ynderlike muorre-folle ringfoarmige metalen foam buis is grutter as dy fan' e ljocht buis, en de waarmte oerdracht koeffizient nimt ta mei de tanimming fan massa flow rate en droechte, en de stream kondensaasje waarmte oerdracht koeffizient fan dit type fan fersterke buizen is sawat twa kear safolle as dat fan 'e ljochtbuis. Om't syn kapillêre effekt fanselssprekkend is, is de poarstichtens fan 'e 130PPI fersterke buis it bêste effekt, foar de ljochtbuis 3.06 kear is 40PPI-buis benammen te fergelykjen mei de struktuer fan' e leechribbede buis as middel fan fersterking.
Yn 'e kompakte waarmtewikseler,metalen foamkin folslein benutte te fersterkjen de rol fan waarmte oerdracht, mar de stúdzje die bliken dat de wjerstân skaaimerken fan de foam metaal groei binne ek hiel wichtich, de needsaak foar wiidweidige prestaasjes te beoardieljen de tapassing fan foam metaal yn de kompakte waarmte Exchanger. Derneist, yn 'e oanwêzigens fan oalje-befettende smeermiddelen, kinne skommetalen liede ta ferfal fan waarmteferfier, en de ferbettere waarmteferfier fan metalen skuimen foar fazeferoaring fan waarmteferfier fan koelmiddels moat wurde beskôge yn it ljocht fan' e effekten fan smeermiddelen.