Skúmanie charakteristík prenosu tepla kovovej peny a jej aplikácie v priemysle HVAC

Svetový dopyt po energii rastie tempom asi 1,3 % ročne a šetrenie energiou a znižovanie emisií je jednou z dôležitých rozvojových stratégií krajiny, takže energeticky úsporné zariadenia v oblasti energetických aplikácií (premena tepla, akumulácia tepla a využitie tepla) priťahuje veľkú pozornosť.

Kovová penaje technológia spracovania materiálu navrhnutá americkým vedcom Sosnickom v roku 1948, akýsi pór tvorený kostrou kovového väziva a jednotkami pórov prepojených otvorenými bunkami, pričom každá otvorená bunka (pór) obsahuje 12 až 14 päťuholníkových alebo šesťuholníkových povrchov, materiál nahliník, oceľ, nikel, meď, keramika a kovové zliatiny, ktorý má vynikajúce vlastnosti ako kovu v spojitej fáze, tak aj vlastnosti pórov v diskrétnej fáze.
Kovové peny sa vyznačujú nasledujúcimi kľúčovými parametrami:
1. Priemer pórov je stredný priemer otvorov a pohybuje sa od 0,1 do 10 mm;
2. Priemer kostry je stredný priemer kovovej kostry;
3. hustota pórov je počet pórov na palec a súvisí s veľkosťou buniek, veľkosťou pórov a veľkosťou rebier;
4. pórovitosť ε je objemová frakcia pórov získaná z meraní hmotnosti a objemu vzorky v rozsahu od 80 % do 99 % a možno ju kategorizovať na otvorené a uzavreté póry podľa toho, či sú póry priepustné alebo nie.
Vzhľadom na charakteristiky prúdenia tekutiny a výmeny tepla je aplikácia v energetickom poli väčšinou typu otvorených pórov, ktoré majú vo vnútri kontinuálnu a neprerušovanú trojrozmernú štruktúru pórov a medzi pevnou kostrou sú póry a tekutina môže prúdiť. vo vnútri pórov, s pórovitosťou ε>80%, veľkým špecifickým povrchom (1000~5000 m2/m3), veľkou tepelnou vodivosťou a dobrou tepelnou výmenou, ktorá sa väčšinou používa vo výmenníku tepla, elektronickom chladenie a palivový článok. V energetických zariadeniach sa používa vo výmenníkoch tepla s vloženým penovým kovom, solárnych kolektoroch, solárnych prijímačoch, akumulátoroch tepla a pod.
Podľa štrukturálnych charakteristík a fyzikálnych vlastností kovovej peny preskúmajte funkcionalizovanú aplikáciu kovovej peny v oblasti HVAC, respektíve od prenosu tepla, zberu tepla, akumulácie tepla 3 aspekty jej hlavných aplikácií a charakteristiky štúdie, hlavné zistenia sú nasledovné:
(1) výmenník tepla vložený do kovovej peny je vysoko účinný kompaktný výmenník tepla, ktorý môže zvýšiť koeficient prenosu tepla konvekciou 3 až 9-krát; rôzne materiály (meď, hliník, nikel) môže výrazne zlepšiť schopnosť posilniť prenos tepla a rôzne materiály môžu spôsobiť, že koeficient prenosu tepla je odlišný; penový kov v teórii prenosu tepla v pórovitosti, hustote pórov a priepustnosti pórovitej stupnice je určiť prenos tepla hlavných parametrov efektívneho; parametre v rýchlosti prenosu tepla, pokles tlaku, prietok väzby koeficientu prenosu tepla sú hlavným parametrom; parametre v rýchlosti prestupu tepla, tlakový spád, prietok pevnej látky Súčiniteľ prestupu tepla z hlavných parametrov je potrebné určiť, je návrh výmenníka tepla hlavným ukazovateľom parametrov.
(2) Kovová pena sa používa v zariadeniach solárnych kolektorov, vzhľadom na kovovú penu používanú v tejto situácii s vysokou teplotou je efekt tepelného žiarenia zrejmý a dominantný. Väzbový efekt vedenia tepla a prenosu tepla sálaním pri vysokých teplotách v procese prenosu tepla, ako aj špecifickosť štruktúry kovovej peny, spôsobuje, že faktory ovplyvňujúce efektívnu tepelnú vodivosť kovovej peny a režim prenosu tepla sú viacnásobné. a komplexné. Bežne používané sú priame absorpčné solárne kolektory a objemové solárne kolektory, v ktorých je absorpčný kolektor vplyv kovovej peny na absorpciu slnečnej energie dominantný, medzi kovom, penou a kvapalinou prenos tepla nepriamo ovplyvňuje výkon solárneho prijímača; objemový kolektor je využitie prúdenia vzduchu a prúdenia slnečnej energie do zariadenia, pričom hlavnými faktormi je geometria a konfigurácia materiálu kovovej peny.
(3)Kovová penasa používa v zariadeniach na akumuláciu tepelnej energie vďaka kontinuite štruktúry a vysokej účinnosti tepelnej vodivosti, využíva svoju vysokú tepelnú vodivosť, vysokú pórovitosť a vysoký špecifický povrch a materiály s fázovou zmenou s veľkou tepelnou akumulačnou kapacitou, jednoduchou štruktúrou a bez potreby spotrebovať dodatočnú energiu atď., výhody superpozície zloženia kompozitných materiálov s fázovou zmenou, zvýšenie prenosu tepla parafínu, posilnenie tepelnej vodivosti materiálov s fázovou zmenou, štúdium zlepšenia penového kovu vo fáze zmena materiálu Zlepšenie peny kovu pri fázovej zmene usporiadania materiálu, zmena pórovitosti a mierky pórov, výber materiálov a pod. na kompozitnom systéme má na fázovú zmenu čas odozvy, rozloženie teploty, čas akumulácie tepla a prestup tepla dôležitý vplyv na následnú optimalizáciu návrh zariadenia tak, aby poskytoval určitý teoretický základ.