کھلی سیل دھاتی جھاگوں کی حرارت کی منتقلی کی خصوصیات

میٹل فوم ایک قسم کا ملٹی فنکشنل مرکب دھاتی مواد ہے جس میں ایک خاص تعداد، چھیدوں کا ایک خاص سائز، اور دھاتی میٹرکس میں ایک خاص پوروسیٹی ہوتی ہے۔ فوم میٹل میں منفرد ساختی خصوصیات ہیں جیسے بڑے مخصوص سطح کا رقبہ، بڑی پوروسیٹی، اور چھوٹی کثافت، اور اس میں ملٹی فنکشنل کمپوزٹ خصوصیات ہیں جیسے کہ گرمی کی کھپت (اوپن سیل)، حرارت کی موصلیت (بند سیل)، آواز جذب اور کمپن ڈیمپنگ، ہلکا پھلکا ، اعلی مخصوص طاقت، برقی مقناطیسی شیلڈنگ، وغیرہ، اور یہ ایک قسم کا ساختی اور فعال مواد ہے تھرمو فزکس، میکانکس، صوتی اور بجلی کی خصوصیات۔
کے لیےکھلی سیل دھاتی جھاگ، اعلی پوروسیٹی اور پیچیدہ تین جہتی میش ڈھانچہ اس میں بہت اچھی گرمی کی کھپت اور اعلی حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کا حامل بناتا ہے، جس میں کمپیکٹ ہیٹ ایکسچینجرز، مائیکرو الیکٹرانک ڈیوائس کولنگ وغیرہ کے میدان میں بہت وسیع اطلاق کا امکان ہے۔ اوپن سیل فوم میٹل کی حرارت کی منتقلی کی خصوصیات کے لیے، کمپیکٹ ہیٹ ایکسچینجرز کے اطلاق والے علاقوں سے اس کی تحقیقی حیثیت کی چھان بین اور تجزیہ کیا جاتا ہے۔
دھاتی جھاگکمپیکٹ ہیٹ ایکسچینجرز کے لئے
دھاتی جھاگ کی گرمی کی منتقلی کی بہتر خصوصیات کو عام طور پر تسلیم کیا گیا ہے۔ جب گیس یا مائع سوراخوں سے بہتا ہے، تو حرارت کو ایک کھلے خلیے کی ساخت اور سیال کے ساتھ دھاتی جھاگ کے درمیان جبری نقل و حرکت کی صورت میں منتقل اور تبادلہ کیا جاتا ہے۔ ایک طرف، دھاتی جھاگ کی پیچیدہ سہ جہتی میش ساخت سیال کا غیر لکیری اثر بناتی ہے، اور ہنگامہ خیزی کی ڈگری کو بھی تقویت ملتی ہے، اس طرح اعلی مقامی حرارت کی منتقلی میں ٹھوس سطح کو سیال تک بڑھاتا ہے۔ دوسری طرف، جھاگ دھات بڑے مخصوص سطح کے علاقے بھی دھات کے لئے ایک اہم وجہ اچھی گرمی کی منتقلی کی کارکردگی ہے. فی الحال، کومپیکٹ ہیٹ ایکسچینجر کی منتقلی کی کارکردگی کے لیے دھاتی جھاگ کا مطالعہ بنیادی طور پر ہوا کی طرف بڑھا ہوا حرارت کی منتقلی اور ریفریجرینٹ کی طرف بڑھا ہوا حرارت کی منتقلی پر مرکوز ہے۔
دھاتی جھاگ کی ہوا کی طرف سے بہتر حرارت کی منتقلی کی خصوصیات کے لیے، دھاتی جھاگ کا استعمال ان ایپلی کیشنز میں گرمی کی کھپت کے لیے پنکھوں کے بجائے استعمال کیا جاتا ہے جہاں روایتی پنکھوں کا استعمال کیا جاتا ہے، جیسے کہ کولنگ الیکٹرانک پرزے، پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز، اور فائنڈ ہیٹ ایکسچینجر۔ کمپیکٹ ہیٹ ایکسچینجرز میں، بہاؤ حرارت کی منتقلی کی خصوصیات کا مطالعہ فی الحال بنیادی طور پر تانبے اور ایلومینیم فوم دھاتوں کے لیے کیا جاتا ہے جن میں تاکنا کثافت عام طور پر 40% سے کم اور 70% یا اس سے زیادہ ہوتی ہے۔
ایک خاص تاکنا سائز میں، حرارت کی منتقلی کی شرح porosity اور غلبہ کے اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ دوسری طرف، ایک خاص پوروسیٹی کے لیے، تاکنا کی کثافت جتنی زیادہ ہوگی، گرمی کی منتقلی کی کارکردگی اتنی ہی کم ہوگی، جو کہ ضرورت سے زیادہ بڑے تاکنا سائز کی وجہ سے ہوسکتی ہے۔ porosity، pore density، اور pore diameter کے تاکنا ڈھانچے کے پیرامیٹرز گرمی کی منتقلی کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل ہیں۔دھاتی جھاگ. ٹھنڈا کرنے والے الیکٹرانک اجزاء میں دھاتی جھاگ کے استعمال کے لیے، حرارت کی کھپت کے اثر پر دھاتی جھاگ کی پورسٹی اور تاکنا قطر کے اثرات کی جانچ آرتھوگونل تجربات کے ذریعے کی گئی۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جبری نقل و حمل کے تحت، فوم میٹل کی گرمی کی کھپت کی کارکردگی تاکنا کی ساخت سے متعلق ہے، جس میں تاکنا سائز کا سب سے زیادہ اثر ہوتا ہے۔
کچھ تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ اگرچہ فوم دھات گرمی کی منتقلی کو بڑھانے میں ایک مضبوط کردار رکھتی ہے، لیکن ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی میں اضافے کے ساتھ مزاحمت کی ترقی بھی نہ ہونے کے برابر ہے۔ فوم میٹل کی حرارت کی منتقلی کی کارکردگی چھوٹے دباؤ کے نقصان پر نمایاں طور پر بہتر ہوتی ہے، اور تاکنا کی کثافت میں اضافے کے ساتھ دباؤ کا نقصان بڑھ جاتا ہے۔ مطالعہ کے نتائج ہلکے وزن اور کمپیکٹ اعلی کارکردگی والے ہیٹ ایکسچینجرز کے ڈیزائن اور تانے بانے کے لیے سبق آموز ہیں۔ فوم میٹل ہیٹ ایکسچینجرز اور ایک ہی سائز کے فائنڈ ہیٹ ایکسچینجرز کا ایک تجرباتی مطالعہ کیا گیا، اور یہ پایا گیا کہ انہی ٹیسٹ کے حالات میں، فوم میٹل ہیٹ ایکسچینجر فنڈ ہیٹ ایکسچینجر سے کم کارگر تھا، اور پریشر میں کمی اور رگڑ کے گتانک فنڈ ہیٹ ایکسچینجر کے مقابلے زیادہ تھے۔ غیر محفوظ فوم دھات کا محرک حرارت کی منتقلی پر واضح مضبوطی کا اثر ہوتا ہے، اور رینالڈز کی تعداد میں اضافے کے ساتھ مضبوطی کا اثر کم ہوتا ہے۔ غیر محفوظ فوم دھات سیال کے بہاؤ کی مزاحمت کو واضح طور پر بڑھاتی ہے، لیکن رینالڈز کی تعداد میں اضافے کے ساتھ مزاحمت میں اضافے کی ضرب میں کمی آتی ہے۔ محرک حرارت کی منتقلی کی جامع مضبوطی اور دو پہلوؤں کے بہاؤ میں دباؤ میں کمی کو دیکھا جا سکتا ہے،غیر محفوظ جھاگ دھاتچھوٹے بہاؤ کی شرح کے مواقع کے ساتھ سیال کے لیے زیادہ موزوں ہے۔ فوم دھات میں ہوا کی طرف بڑھا ہوا گرمی کی منتقلی کا کردار ہے، لیکن ایک ہی وقت میں گرمی کی منتقلی کی کارکردگی میں اضافہ، مزاحمت میں بھی اضافہ ہوا، اور مجموعی کارکردگی روایتی پنکھوں سے بدتر ہے۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ جھاگ دھات کم بہاؤ کے نادر مواقع کے لیے موزوں ہے۔ لہذا، جھاگ دھاتی ہوا کی طرف بڑھا گرمی کی منتقلی کی درخواست کے مواقع پر غور کرنے کی ضرورت ہے، اور آنکھ بند کر کے روایتی پنکھ گرمی کی کھپت متبادل تحقیق سے باہر نہیں لے جا سکتا.

دھاتی جھاگ مرحلے میں تبدیلی کے ذریعہ ریفریجرینٹ کی گرمی کی منتقلی کو بڑھانے میں بھی کردار ادا کرسکتا ہے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جب پورسٹی یقینی ہوتی ہے تو حرارت کی منتقلی کی کارکردگی دگنی ہوجاتی ہے کیونکہ تاکنا کی کثافت 20 سے 40 PPI تک کم ہوجاتی ہے اور سوراخ کا سائز کم ہوجاتا ہے، جس کی وجہ سطح کے بڑے رقبے کے ساتھ باریک خلیے کی ساخت اور زیادہ شدید ہنگامہ آرائی ہوتی ہے۔ اعلی بہاؤ کی شرح پر، ابلتے ہوئے حرارت کی منتقلی کا گتانک بڑھتی ہوئی خشکی کے ساتھ ایک مستحکم اور سست اضافہ کو برقرار رکھتا ہے۔ آپریٹنگ پریشر میں بتدریج اضافے کے ساتھ، کم خشک ہونے پر ابلتے ہوئے حرارت کی منتقلی کا رجحان زمینی ابلنے کی طرح ہے، یعنی دباؤ میں اضافے کے ساتھ حرارت کی منتقلی تیز ہوتی ہے، لیکن دباؤ ایک خاص حد تک بڑھ جاتا ہے جو ابلنے میں بگاڑ کا کردار ادا کرتا ہے۔ گرمی کی منتقلی. تانبے کے فوم ٹیوبوں کا حرارت کی منتقلی کا گتانک روشنی کی ٹیوبوں کے مقابلے میں تقریباً تین گنا زیادہ ہے۔ خالص ریفریجرینٹ کی صورت میں، فوم میٹل کی موجودگی ابلتے ہوئے حرارت کی منتقلی کے بہاؤ کو بڑھاتی ہے، اور حرارت کی منتقلی کے گتانک میں 185% تک اضافہ ہوتا ہے۔ تیل پر مشتمل حالات کی صورت میں، گرمی کی منتقلی کو مضبوط بنانے کے لیے دھاتی جھاگ کا اثر کمزور ہو جاتا ہے۔ انہی حالات میں، 5PPI فوم میٹل کے مقابلے میں، 10PPI فوم میٹل ہیٹ ٹرانسفر گتانک کو 0.6 گنا تک بڑھا سکتا ہے، اور چھوٹے تاکنا سائز بہاؤ ابلتے ہیٹ ٹرانسفر گتانک کو بہتر بنا سکتا ہے۔
بڑے پیمانے پر بہاؤ کی شرح اور بہاؤ سنکشیپن دباؤ ڈراپ اور حرارت کی منتقلی کے گتانک پر دو فیز سیال خشک ہونے کے اثرات کا جامع تجزیہ کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ اندرونی دیوار سے بھری کنڈلی دھاتی فوم ٹیوب کا پریشر ڈراپ لائٹ ٹیوب کے مقابلے میں بہت بڑا ہے، اور بڑے پیمانے پر بہاؤ کی شرح اور خشکی میں اضافے کے ساتھ پریشر ڈراپ تیزی سے اور غیر خطی طور پر بڑھتا ہے۔ اندرونی دیوار سے بھری کنڈلی میٹل فوم ٹیوب کا گاڑھا ہونا ہیٹ ٹرانسفر گتانک لائٹ ٹیوب سے بڑا ہوتا ہے، اور گرمی کی منتقلی کا گتانک بڑے پیمانے پر بہاؤ کی شرح اور خشکی کے بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے، اور اس قسم کے بہاؤ کو سنکشی گرمی کی منتقلی کا گتانک۔ پربلت ٹیوبوں کا حجم لائٹ ٹیوب سے تقریباً دوگنا ہے۔ کیونکہ اس کا کیپلیری اثر واضح ہے، 130PPI ریئنفورسڈ ٹیوب کی تاکنا کثافت بہترین اثر ہے، لائٹ ٹیوب کے لیے 3.06 بار، 40PPI ٹیوب بنیادی طور پر مضبوطی کے ذریعہ کم پسلی والی ٹیوب کی ساخت سے ملتی جلتی ہے۔
کمپیکٹ ہیٹ ایکسچینجر میں،دھاتی جھاگگرمی کی منتقلی کے کردار کو مضبوط بنانے کے لیے مکمل طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ فوم میٹل کی نشوونما کی مزاحمتی خصوصیات بھی بہت اہم ہیں، کمپیکٹ ہیٹ ایکسچینجر میں فوم میٹل کے استعمال کا اندازہ لگانے کے لیے جامع کارکردگی کی ضرورت ہے۔ اس کے علاوہ، تیل پر مشتمل چکنا کرنے والے مادوں کی موجودگی میں، جھاگ کی دھاتیں گرمی کی منتقلی کو خراب کرنے کا باعث بن سکتی ہیں، اور ریفریجرینٹس کے مرحلے میں تبدیلی کی گرمی کی منتقلی کے لیے دھاتی جھاگوں کی بہتر حرارت کی منتقلی کو چکنا کرنے والے مادوں کے اثرات کی روشنی میں غور کرنے کی ضرورت ہے۔