Metalo putplasčio šilumos perdavimo charakteristikų tyrimas ir jų pritaikymas ŠVOK pramonėje

Pasaulyje energijos poreikis auga apie 1,3% per metus, o energijos taupymas ir emisijų mažinimas yra viena iš svarbių šalies plėtros strategijų, todėl energiją taupanti įranga energetikos taikymo srityje (šilumos konvertavimas, šilumos kaupimas ir šilumos panaudojimas) sulaukia daug dėmesio.

Metalo putplastisyra medžiagų apdorojimo technologija, kurią 1948 m. pasiūlė amerikiečių mokslininkas Sosnickas, tam tikra pora, kurią sudaro metalinio raiščio tipo skeletas ir porų vienetai, sujungti su atviromis ląstelėmis, kiekviena atvira ląstelė (pora) apima 12–14 penkiakampių arba šešiakampių paviršių. medžiaga įaliuminio, plienas, nikelis, varis, keramika ir metalų lydiniai, pasižymintys puikiomis ištisinės fazės metalo ir atskirų fazių porų savybėmis.
Metalo putos pasižymi šiais pagrindiniais parametrais:
1. Porų skersmuo yra vidutinis angų skersmuo ir svyruoja nuo 0,1 iki 10 mm;
2. Skeleto skersmuo – vidutinis metalinio skeleto skersmuo;
3. porų tankis – tai porų skaičius colyje ir yra susijęs su ląstelės dydžiu, porų dydžiu ir briaunelės dydžiu;
4. poringumas ε – tai porų tūrio dalis, gauta išmatuojant mėginio masę ir tūrį, svyruojanti nuo 80 % iki 99 %, ir gali būti suskirstyta į atviras ir uždaras poras pagal tai, ar poros pralaidžios, ar ne.
Dėl skysčių srauto ir šilumos mainų ypatumų energetiniame lauke daugiausia naudojamas atvirų porų tipas, kurio viduje yra ištisinė ir netrukdoma trimatė porų struktūra, o tarp kieto karkaso yra poros ir skystis gali tekėti. porų viduje, kurio poringumas ε> 80%, didelis savitasis paviršiaus plotas (1000–5000 m2/m3), didelis šilumos laidumas ir geras šilumos mainų efektyvumas, kuris dažniausiai naudojamas šilumokaitis, elektroninis aušinimas ir kuro elementas. Energetikos objektuose jis naudojamas šilumokaičiuose su įmontuotu putplasčiu, saulės kolektoriuose, saulės imtuvuose, šilumos akumuliatoriuose ir pan.
Pagal metalo putplasčio struktūrines charakteristikas ir fizikines ypatybes ištirti metalo putplasčio funkcionalizuotą pritaikymą ŠVOK srityje, atitinkamai nuo šilumos perdavimo, šilumos surinkimo, šilumos kaupimo 3 pagrindinių jo panaudojimo aspektų ir tyrimo charakteristikos, pagrindinės. išvados yra tokios:
(1) šilumokaitis, įdėtas į metalo putas, yra labai efektyvus kompaktiškas šilumokaitis, galintis padidinti konvekcinį šilumos perdavimo koeficientą 3–9 kartus; įvairios medžiagos (varis, aliuminis, nikelis) gali žymiai pagerinti gebėjimą sustiprinti šilumos perdavimą, o dėl skirtingų medžiagų šilumos perdavimo koeficientas gali skirtis; putplasčio metalo šilumos perdavimo teorija akytumas, porų tankis ir porų skalės pralaidumas yra nustatyti šilumos perdavimo pagrindiniai parametrai efektyvus; šilumos perdavimo greičio parametrai, slėgio kritimas, šilumos perdavimo koeficiento movos srautas yra pagrindinis parametras; parametrai šilumos perdavimo greitis, slėgio kritimas, srautas kietojo Sukabinimo šilumos perdavimo koeficientas pagrindinių parametrų reikia nustatyti, yra šilumokaičio konstrukcija yra pagrindinis indikatorius parametrus.
(2) Metalinės putos naudojamos saulės kolektorių įrenginiuose, dėl metalo putplasčio, naudojamo šioje aukštoje temperatūroje, šilumos spinduliuotės poveikis yra akivaizdus ir dominuojantis. Dėl šilumos laidumo ir spinduliuotės šilumos perdavimo aukštoje temperatūroje šilumos perdavimo procese, taip pat dėl ​​metalo putplasčio struktūros specifiškumo faktoriai, darantys įtaką efektyviam metalo putplasčio šilumos laidumui ir šilumos perdavimo režimui, yra daugybiniai. ir sudėtingas. Dažniausiai naudojami tiesioginės absorbcijos saulės kolektoriai ir tūriniai saulės kolektoriai, kuriuose sugerties kolektorius yra metalo putplasčio įtaka saulės energijos absorbcijai dominuoja, tarp metalo, putų ir skysčio šilumos perdavimas netiesiogiai įtakoja saulės energijos imtuvo veikimą; tūrinis kolektorius yra oro srauto ir saulės energijos srauto panaudojimas į įrenginį, o metalo putplasčio geometrija ir medžiagos konfigūracija yra pagrindiniai veiksniai.
(3)Metalo putplastisyra naudojamas šiluminės energijos kaupimo įrenginiuose dėl struktūros tęstinumo ir didelio šilumos laidumo efektyvumo, naudojant aukštą šilumos laidumą, didelį poringumą ir didelį specifinį paviršiaus plotą bei fazių keitimo medžiagas, turinčias didelę šilumos kaupimo talpą, paprastą struktūrą ir nereikia sunaudoti papildomą energiją ir pan., kompozitinių fazės keitimo medžiagų sudėties superpozicijos privalumai, sustiprinti parafino šilumos perdavimą, sustiprinti fazių keitimo medžiagų šilumos laidumą, putplasčio metalo fazėje tobulinimo tyrimas. pakeisti medžiagą Didelę įtaką fazių kaitos reakcijos laiko, temperatūros pasiskirstymo, šilumos saugojimo trukmės ir šilumos perdavimo sudėtinei sistemai turi putplasčio tobulinimas keičiant fazės medžiagą, poringumo ir porų skalės keitimas, medžiagų parinkimas ir kt. vėlesnis įrangos konstrukcijos optimizavimas, siekiant suteikti tam tikrą teorinį pagrindą.