Explorarea caracteristicilor de transfer de căldură ale spumei metalice și aplicarea acesteia în industria HVAC

Cererea de energie la nivel mondial crește cu o rată de aproximativ 1,3% pe an, iar conservarea energiei și reducerea emisiilor reprezintă una dintre strategiile importante de dezvoltare ale țării, astfel încât echipamente de economisire a energiei în domeniul aplicațiilor energetice (conversia căldurii, stocarea căldurii și utilizarea căldurii) atrage multă atenție.

Spuma metalicaeste o tehnologie de prelucrare a materialelor propusă de omul de știință american Sosnick în 1948, un fel de por format din scheletul de tip ligament metalic și unități de pori interconectate cu celule deschise, fiecare celulă deschisă (por) include 12~14 suprafețe pentagonale sau hexagonale, material pentrualuminiu, oțel, nichel, cupru, ceramică și aliaje metalice, care are caracteristicile excelente atât ale metalului în fază continuă, cât și caracteristicile porilor cu fază discretă.
Spumele metalice sunt caracterizate de următorii parametri cheie:
1. Diametrul porilor este diametrul mediu al deschiderilor și variază de la 0,1 la 10 mm;
2. Diametrul scheletului este diametrul mediu al scheletului metalic;
3. densitatea porilor este numărul de pori pe inch și este legată de dimensiunea celulei, dimensiunea porilor și mărimea nervurilor;
4. porozitatea ε este fracțiunea de volum a porilor obținută din măsurătorile de masă și volum ale probei, variind de la 80% la 99% și poate fi clasificată în pori deschiși și închiși în funcție de faptul că porii sunt permeabili sau nu.
Datorită caracteristicilor fluxului fluidului și schimbului de căldură, aplicarea în câmpul energetic este în cea mai mare parte de tip cu pori deschisi, care are o structură tridimensională continuă și neobstrucționată în interior și există pori între scheletul solid, iar fluidul poate curge. în interiorul porilor, cu porozitate ε> 80%, suprafață specifică mare (1000 ~ 5000 m2/m3), conductivitate termică mare și performanță bună de schimb de căldură, care este utilizat în principal în schimbătorul de căldură, răcirea electronică și celula de combustibil. În instalațiile energetice este utilizat în schimbătoare de căldură cu spumă metalică încorporată, colectoare solare, receptoare solare, acumulatoare de căldură și așa mai departe.
În funcție de caracteristicile structurale și caracteristicile fizice ale spumei metalice, investigați aplicarea funcționalizată a spumei metalice în domeniul HVAC, respectiv, din transferul de căldură, colectarea căldurii, stocarea căldurii 3 aspecte ale principalelor sale aplicații și caracteristici ale studiului, principalele constatările sunt următoarele:
(1) schimbătorul de căldură încorporat în spuma metalică este un schimbător de căldură compact foarte eficient, care poate crește coeficientul de transfer de căldură convectiv de 3 ~ 9 ori; diferite materiale (cupru, aluminiu, nichel) poate îmbunătăți semnificativ capacitatea de a consolida transferul de căldură, iar diferitele materiale pot face ca coeficientul de transfer de căldură să fie diferit; spumă metalică în teoria transferului de căldură în porozitatea, densitatea porilor și permeabilitatea scalei porilor este de a determina transferul de căldură al parametrilor principali ai efectiv; parametrii în rata de transfer de căldură, căderea de presiune, debitul de cuplare a coeficientului de transfer de căldură este parametrul principal; parametrii în rata de transfer de căldură, căderea de presiune, debitul solid Trebuie să se determine cuplarea coeficientului de transfer de căldură a parametrilor principali, este proiectarea schimbătorului de căldură este principalul indicator al parametrilor.
(2) Spuma metalică este utilizată în instalațiile colectoare solare, datorită spumei metalice utilizate în această situație de temperatură ridicată, efectul radiației termice este evident și dominant. Efectul de cuplare al conducției de căldură și transferul de căldură prin radiație la temperaturi ridicate în procesul de transfer de căldură, precum și specificul structurii spumei metalice, fac ca factorii care afectează conductivitatea termică efectivă a spumei metalice și modul de transfer de căldură sunt multipli. si complex. Utilizate în mod obișnuit sunt colectoarele solare cu absorbție directă și colectoarele solare volumetrice, în care colectorul de absorbție este influența spumei metalice asupra absorbției de energie solară este dominantă, între metal, spumă și transferul de căldură fluid afectează indirect performanța receptorului de energie solară; colectorul volumetric este utilizarea fluxului de aer și a fluxului de energie solară în dispozitiv, geometria și configurația materialului spumei metalice ocupă factorii principali.
(3)Spuma metalicaeste utilizat în dispozitivele de stocare a energiei termice datorită continuității structurii și eficienței ridicate a conductibilității termice, folosind conductivitate termică ridicată, porozitate ridicată și suprafață specifică mare și materiale cu schimbare de fază cu capacitate mare de stocare a căldurii, structură simplă și fără nevoie. pentru a consuma energie suplimentară etc., avantajele suprapunerii compoziției materialelor compozite cu schimbare de fază, îmbunătățesc transferul de căldură al parafinei, întăresc conductivitatea termică a materialelor cu schimbare de fază, studiul îmbunătățirii spumă metalică în materialul cu schimbare de fază Îmbunătățirea metalului spumă în aranjamentul materialului cu schimbare de fază, modificarea porozității și scara porilor, selecția materialelor etc. pe sistemul compozit al timpului de răspuns la schimbarea fazei, distribuția temperaturii, timpul de stocare a căldurii iar transferul de căldură are un impact important asupra optimizării ulterioare a designului echipamentului pentru a oferi o anumită bază teoretică.