Exploración das características de transferencia de calor da espuma metálica e a súa aplicación na industria HVAC

A demanda mundial de enerxía está crecendo a un ritmo de aproximadamente un 1,3% ao ano, e a conservación de enerxía e a redución de emisións é unha das estratexias de desenvolvemento importantes do país, polo que os equipos de aforro enerxético no campo das aplicacións enerxéticas (conversión de calor, almacenamento de calor e utilización da calor) está a chamar moito a atención.

Espuma metálicaé unha tecnoloxía de procesamento de materiais proposta polo científico estadounidense Sosnick en 1948, unha especie de poro formado polo esqueleto tipo ligamento metálico e unidades de poros interconectados con células abertas, cada célula aberta (poro) inclúe 12~14 superficies pentagonais ou hexagonais, o material aaluminio, aceiro, níquel, cobre, cerámica e aliaxes metálicas, que ten as excelentes características tanto do metal de fase continua como das características dos poros de fase discreta.
As espumas metálicas caracterízanse polos seguintes parámetros clave:
1. O diámetro do poro é o diámetro medio das aberturas e oscila entre 0,1 e 10 mm;
2. O diámetro do esqueleto é o diámetro medio do esqueleto metálico;
3. a densidade de poros é o número de poros por polgada e está relacionada co tamaño da célula, o tamaño dos poros e o tamaño das costelas;
4. a porosidade ε é a fracción volumétrica dos poros obtida a partir das medicións de masa e volume da mostra, que varía do 80% ao 99%, e pódese clasificar en poros abertos e pechados segundo sexan permeables ou non.
Debido ás características do fluxo de fluídos e do intercambio de calor, a aplicación no campo enerxético é principalmente de tipo de poro aberto, que ten unha estrutura de poros tridimensional continua e sen obstáculos no interior, e hai poros entre o esqueleto sólido e o fluído pode fluír. dentro dos poros, con porosidade ε> 80%, gran superficie específica (1000~5000 m2/m3), gran condutividade térmica e bo rendemento de intercambio de calor, que se usa principalmente no intercambiador de calor, refrixeración electrónica e pila de combustible. Nas instalacións de enerxía utilízase en intercambiadores de calor con espuma metálica incrustada, colectores solares, receptores solares, acumuladores de calor, etc.
Segundo as características estruturais e as características físicas da escuma metálica, investigue a aplicación funcionalizada da escuma metálica no campo da climatización, respectivamente, a partir da transferencia de calor, a recollida de calor, o almacenamento de calor 3 aspectos das súas principais aplicacións e características do estudo, o principal os achados son os seguintes:
(1) o intercambiador de calor incrustado na escuma metálica é un intercambiador de calor compacto altamente eficiente, que pode aumentar o coeficiente de transferencia de calor convectiva entre 3 e 9 veces; diferentes materiais (cobre, aluminio, níquel) pode mellorar significativamente a capacidade de reforzar a transferencia de calor, e diferentes materiais poden facer que o coeficiente de transferencia de calor sexa diferente; escuma metálica na teoría da transferencia de calor na porosidade, densidade de poros e permeabilidade da escala de poros é determinar a transferencia de calor dos principais parámetros do eficaz; os parámetros da taxa de transferencia de calor, a caída de presión, o fluxo do acoplamento do coeficiente de transferencia de calor é o parámetro principal; parámetros na taxa de transferencia de calor, caída de presión, fluxo de sólidos Acoplamento do coeficiente de transferencia de calor dos parámetros principais deben ser determinados, é o deseño do intercambiador de calor é o principal parámetro indicador.
(2) A escuma metálica úsase nas instalacións de colectores solares, debido á escuma metálica utilizada nesta situación de alta temperatura, o efecto da radiación térmica é obvio e dominante. O efecto de acoplamento da condución de calor e a transferencia de calor por radiación a altas temperaturas no proceso de transferencia de calor, así como a especificidade da estrutura da escuma metálica, fai que os factores que afectan a condutividade térmica efectiva da escuma metálica e o modo de transferencia de calor sexan múltiples. e complexo. Comúnmente usados ​​son colectores solares de absorción directa e colectores solares volumétricos, nos que o colector de absorción é a influencia da escuma metálica sobre a absorción de enerxía solar é dominante, entre o metal, escuma e transferencia de calor fluído afecta indirectamente o rendemento do receptor de enerxía solar; colector volumétrico é o uso de fluxo de aire e fluxo de enerxía solar no dispositivo, a xeometría ea configuración do material da escuma metálica ocupa os principais factores.
(3)Espuma metálicaúsase en dispositivos de almacenamento de enerxía térmica debido á continuidade da estrutura e á alta eficiencia da condutividade térmica, utilizando a súa alta condutividade térmica, alta porosidade e gran superficie específica, e materiais de cambio de fase con gran capacidade de almacenamento de calor, estrutura sinxela e sen necesidade. para consumir enerxía adicional, etc., as vantaxes da superposición da composición de materiais compostos de cambio de fase, mellorar a transferencia de calor da parafina, reforzar a condutividade térmica dos materiais de cambio de fase, o estudo da mellora da escuma metálica no material de cambio de fase Mellora da escuma metálica na disposición do material de cambio de fase, cambio da porosidade e escala de poros, selección de materiais, etc. no sistema composto do tempo de resposta do cambio de fase, distribución da temperatura, tempo de almacenamento de calor e a transferencia de calor ten un impacto importante na optimización posterior do deseño do equipo para proporcionar unha determinada base teórica.