Istraživanje karakteristika prijenosa topline metalne pjene i njena 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, tako da oprema za uštedu energije u oblasti energetskih primjena (pretvorba topline, skladištenje topline i korištenje topline) privlači veliku pažnju.

Metalna pjenaje tehnologija obrade materijala koju je predložio američki naučnik Sosnick 1948. godine, vrsta pora formiranih od skeleta tipa metalnog ligamenta i jedinica pora međusobno povezanih s otvorenim ćelijama, svaka otvorena ćelija (pora) uključuje 12~14 peterokutnih ili heksagonalnih površina, materijal zaaluminijum, čelik, nikl, bakar, keramiku i metalne legure, koji ima odlične karakteristike i metala u kontinualnoj fazi i karakteristike pora diskretne faze.
Metalne pjene karakteriziraju sljedeći ključni parametri:
1. Prečnik pora je srednji prečnik otvora i kreće se od 0,1 do 10 mm;
2. Prečnik skeleta je prosečan prečnik metalnog skeleta;
3. gustina pora je broj pora po inču i povezana je s veličinom ćelije, veličinom pora i veličinom rebra;
4. poroznost ε je zapreminski udio pora dobijen iz mjerenja mase i zapremine uzorka, u rasponu od 80% do 99%, i može se kategorizirati u otvorene i zatvorene pore prema tome da li su pore propusne ili ne.
Zbog karakteristika protoka fluida i razmene toplote, primena u energetskom polju je uglavnom tipa otvorenih pora, koji ima kontinuiranu i neometanu trodimenzionalnu strukturu pora iznutra, a između čvrstog skeleta postoje pore i fluid može da teče. unutar pora, sa poroznošću ε>80%, velikom specifičnom površinom (1000~5000 m2/m3), velikom toplotnom provodljivošću i dobrom izmjenom topline, što je uglavnom koristi se u izmjenjivaču topline, elektronskom hlađenju i gorivim ćelijama. U energetskim objektima koristi se u izmjenjivačima topline sa ugrađenim pjenastim metalom, solarnim kolektorima, solarnim prijemnicima, akumulatorima topline itd.
Prema strukturnim karakteristikama i fizičkim karakteristikama metalne pene, istražiti funkcionalizovanu primenu metalne pene u oblasti HVAC, odnosno od prenosa toplote, sakupljanja toplote, skladištenja toplote 3 aspekta njene glavne primene i karakteristika studije, glavni nalazi su sljedeći:
(1) izmjenjivač topline ugrađen u metalnu pjenu je visoko efikasan kompaktni izmjenjivač topline, koji može povećati koeficijent konvektivnog prijenosa topline za 3~9 puta; različiti materijali (bakar, aluminijum, nikl) može značajno poboljšati sposobnost jačanja prijenosa topline, a različiti materijali mogu učiniti da je koeficijent prijenosa topline različit; pjenasti metal u teoriji prijenosa topline u poroznosti, gustoće pora i propusnosti pora skale je odrediti prijenos topline glavnih parametara efektivnog; parametri u brzini prijenosa topline, pad tlaka, protok sprege koeficijenta prijenosa topline je glavni parametar; parametri u stopi prijenosa topline, pad tlaka, protok čvrste tvari Spoj koeficijenta prijenosa topline glavnih parametara treba odrediti, je li dizajn izmjenjivača topline glavni indikator parametara.
(2) Metalna pjena se koristi u objektima solarnih kolektora, zbog metalne pjene koja se koristi u ovoj visokotemperaturnoj situaciji, efekat toplotnog zračenja je očigledan i dominantan. Efekat sprege provođenja toplote i prenosa toplote zračenja pri visokim temperaturama u procesu prenosa toplote, kao i specifičnost strukture metalne pene, čini faktore koji utiču na efektivnu toplotnu provodljivost metalne pene i način prenosa toplote višestrukim. i složeno. Obično se koriste direktni apsorpcijski solarni kolektori i volumetrijski solarni kolektori, kod kojih je apsorpcijski kolektor utjecaj metalne pjene na apsorpciju sunčeve energije dominantan, između metala, pjene i fluida prijenos topline indirektno utječe na performanse prijemnika solarne energije; volumetrijski kolektor je korištenje protoka zraka i protoka sunčeve energije u uređaj, geometrija i konfiguracija materijala metalne pjene zauzimaju glavne faktore.
(3)Metalna pjenakoristi se u uređajima za skladištenje toplotne energije zbog kontinuiteta strukture i visoke efikasnosti toplotne provodljivosti, koristeći svoju visoku toplotnu provodljivost, visoku poroznost i veliku specifičnu površinu, kao i materijale za promenu faze sa velikim kapacitetom skladištenja toplote, jednostavne strukture i bez potrebe za potrošnju dodatne energije, itd., prednosti superpozicije sastava kompozitnih materijala za promenu faze, poboljšanje prenosa toplote parafina, jačanje toplotne provodljivosti materijala za promenu faze, proučavanje poboljšanja pjenastog metala u fazi promijeniti materijal Poboljšanje pjenastog metala u rasporedu materijala s promjenom faze, promjena poroznosti i skale pora, odabir materijala itd. na kompozitni sistem vrijeme odziva na promjenu faze, raspodjela temperature, vrijeme skladištenja topline i prijenos topline ima važan uticaj na naknadnoj optimizaciji dizajna opreme kako bi se osigurala određena teoretska osnova.