Istraživanje karakteristika prijenosa topline metalne pjene i njezina primjena u HVAC industriji

Svjetska potražnja za energijom raste po stopi od oko 1,3% godišnje, a očuvanje energije i smanjenje emisija jedna je od važnih razvojnih strategija zemlje, stoga oprema za uštedu energije u području primjene energije (pretvorba topline, skladištenje topline i korištenje topline) privlači veliku pažnju.

Metalna pjenaje tehnologija obrade materijala koju je predložio američki znanstvenik Sosnick 1948. godine, vrsta pora koje tvore kostur metalnog ligamenta i jedinice pora međusobno povezane s otvorenim stanicama, svaka otvorena stanica (pora) uključuje 12~14 peterokutnih ili šesterokutnih površina, materijal zaaluminij, čelika, nikla, bakra, keramike i metalnih legura, koji ima izvrsna svojstva metala u kontinuiranoj fazi i svojstva pora u diskretnoj fazi.
Metalne pjene karakteriziraju sljedeći ključni parametri:
1. Promjer pora je prosječni promjer otvora i kreće se od 0,1 do 10 mm;
2. Promjer skeleta je prosječni promjer metalnog skeleta;
3. gustoća pora je broj pora po inču i povezana je s veličinom stanica, veličinom pora i veličinom rebara;
4. poroznost ε je volumni udio pora dobiven iz mjerenja mase i volumena uzorka, u rasponu od 80% do 99%, a može se kategorizirati u otvorene i zatvorene pore prema tome jesu li pore propusne ili ne.
Zbog karakteristika protoka fluida i izmjene topline, primjena u energetskom polju uglavnom je tipa otvorenih pora, koji ima kontinuiranu i neometanu trodimenzionalnu strukturu pora iznutra, a između čvrstog kostura postoje pore, a tekućina može teći unutar pora, s poroznošću ε>80%, velikom specifičnom površinom (1000~5000 m2/m3), velikom toplinskom vodljivošću i dobrom izmjenom topline, što se uglavnom koristi u izmjenjivač topline, elektroničko hlađenje i gorive ćelije. U energetskim objektima koristi se u izmjenjivačima topline s ugrađenim pjenastim metalom, solarnim kolektorima, solarnim prijemnicima, akumulatorima topline i sl.
Prema strukturnim karakteristikama i fizičkim značajkama metalne pjene, istražiti funkcionaliziranu primjenu metalne pjene u području HVAC-a, odnosno od prijenosa topline, prikupljanja topline, skladištenja topline 3 aspekta njezine glavne primjene i karakteristika studije, glavne nalazi su sljedeći:
(1) izmjenjivač topline ugrađen u metalnu pjenu je visoko učinkovit kompaktni izmjenjivač topline, koji može povećati koeficijent konvektivnog prijenosa topline za 3~9 puta; različiti materijali (bakar, aluminij, nikal) može značajno poboljšati sposobnost jačanja prijenosa topline, a različiti materijali mogu učiniti koeficijent prijenosa topline drugačijim; pjenasti metal u teoriji prijenosa topline u poroznosti, gustoći pora i propusnosti skale pora je odrediti prijenos topline glavnih parametara učinkovite; parametri u stopi prijenosa topline, pad tlaka, protok spojke koeficijent prijenosa topline je glavni parametar; Parametri u stopi prijenosa topline, pad tlaka, protok krutine Spajanje koeficijenta prijenosa topline glavnih parametara treba odrediti, je li dizajn izmjenjivača topline glavni pokazatelj parametara.
(2) Metalna pjena koristi se u solarnim kolektorima, zbog metalne pjene koja se koristi u ovoj visokotemperaturnoj situaciji, učinak toplinskog zračenja je očit i dominantan. Učinak spajanja toplinske vodljivosti i prijenosa topline zračenjem na visokim temperaturama u procesu prijenosa topline, kao i specifičnost strukture metalne pjene, čini faktore koji utječu na efektivnu toplinsku vodljivost metalne pjene i način prijenosa topline višestrukim i složeno. Obično se koriste izravni apsorpcijski solarni kolektori i volumetrijski solarni kolektori, kod kojih je apsorpcijski kolektor utjecaj metalne pjene na apsorpciju sunčeve energije dominantan, između metala, pjene i prijenosa topline tekućine neizravno utječe na performanse prijemnika sunčeve energije; volumetrijski kolektor je korištenje protoka zraka i protoka sunčeve energije u uređaj, geometrija i konfiguracija materijala metalne pjene zauzimaju glavne čimbenike.
(3)Metalna pjenakoristi se u uređajima za pohranjivanje toplinske energije zbog kontinuiteta strukture i visoke učinkovitosti toplinske vodljivosti, koristeći svoju visoku toplinsku vodljivost, visoku poroznost i visoku specifičnu površinu, te fazne promjene materijala s velikim kapacitetom pohrane topline, jednostavnom strukturom i bez potrebe trošiti dodatnu energiju itd., prednosti superpozicije sastava kompozitnih materijala s promjenom faze, poboljšati prijenos topline parafina, ojačati toplinsku vodljivost materijala s promjenom faze, proučavanje poboljšanja pjenastog metala u fazi promijeniti materijal Poboljšanje pjenastog metala u faznoj promjeni rasporeda materijala, promjena poroznosti i veličine pora, izbor materijala itd. na kompozitni sustav fazne promjene vrijeme odziva, raspodjela temperature, vrijeme skladištenja topline i prijenos topline imaju važan utjecaj o naknadnoj optimizaciji dizajna opreme kako bi se osigurala određena teorijska osnova.