मेटल फोमच्या उष्णता हस्तांतरण वैशिष्ट्यांचा शोध आणि HVAC उद्योगात त्याचा उपयोग

जगाची ऊर्जेची मागणी दरवर्षी सुमारे 1.3% च्या दराने वाढत आहे, आणि ऊर्जा संवर्धन आणि उत्सर्जन कमी करणे ही देशाच्या महत्त्वाच्या विकास धोरणांपैकी एक आहे, त्यामुळे ऊर्जा वापराच्या क्षेत्रात ऊर्जा बचत उपकरणे (उष्णता रूपांतरण, उष्णता साठवण आणि उष्णता वापर) खूप लक्ष वेधून घेत आहे.

मेटल फोमअमेरिकन शास्त्रज्ञ सोस्निक यांनी 1948 मध्ये प्रस्तावित केलेले एक मटेरियल प्रोसेसिंग टेक्नॉलॉजी आहे, मेटल लिगामेंट-प्रकार सांगाडा आणि खुल्या पेशींसह एकमेकांशी जोडलेल्या छिद्र युनिट्सद्वारे तयार केलेले एक प्रकारचे छिद्र आहे, प्रत्येक खुल्या पेशी (छिद्र) मध्ये 12-14 पंचकोनी किंवा षटकोनी पृष्ठभाग समाविष्ट आहेत, साहित्यॲल्युमिनियम, पोलाद, निकेल, तांबे, सिरॅमिक्स आणि धातूचे मिश्र धातु, ज्यामध्ये सतत-फेज धातूची उत्कृष्ट वैशिष्ट्ये आणि स्वतंत्र-फेज छिद्रांची वैशिष्ट्ये आहेत.
मेटल फोम खालील मुख्य पॅरामीटर्सद्वारे दर्शविले जातात:
1. छिद्राचा व्यास हा छिद्रांचा सरासरी व्यास आहे आणि 0.1 ते 10 मिमी पर्यंत असतो;
2. कंकाल व्यास हा धातूच्या सांगाड्याचा सरासरी व्यास आहे;
3. छिद्र घनता प्रति इंच छिद्रांची संख्या आहे आणि सेल आकार, छिद्र आकार आणि बरगडी आकाराशी संबंधित आहे;
4. सच्छिद्रता ε हा नमुन्याच्या वस्तुमान आणि व्हॉल्यूमच्या मोजमापांमधून प्राप्त झालेल्या छिद्रांचा खंड अपूर्णांक आहे, 80% ते 99% पर्यंत, आणि छिद्र पारगम्य आहेत की नाही त्यानुसार खुल्या आणि बंद छिद्रांमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकतात.
द्रव प्रवाह आणि उष्णतेच्या देवाणघेवाणीच्या वैशिष्ट्यांमुळे, उर्जा क्षेत्रातील अनुप्रयोग बहुतेक खुल्या छिद्र प्रकारात असतो, ज्याच्या आत सतत आणि अबाधित त्रि-आयामी छिद्र रचना असते आणि घन सांगाड्याच्या दरम्यान छिद्र असतात आणि द्रव वाहू शकतो. छिद्रांच्या आत, सच्छिद्रता ε>80%, मोठे विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्र (1000~5000 m2/m3), मोठी थर्मल चालकता आणि चांगली उष्णता एक्सचेंज कार्यप्रदर्शन, जे बहुतेक हीट एक्सचेंजर, इलेक्ट्रॉनिक कूलिंग आणि इंधन सेलमध्ये वापरले जाते. उर्जा सुविधांमध्ये ते एम्बेडेड फोम मेटल, सोलर कलेक्टर्स, सोलर रिसीव्हर्स, उष्णता संचयक इत्यादीसह हीट एक्सचेंजर्समध्ये वापरले जाते.
मेटल फोमच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांनुसार आणि भौतिक वैशिष्ट्यांनुसार, एचव्हीएसीच्या क्षेत्रात अनुक्रमे, उष्णता हस्तांतरण, उष्णता संकलन, उष्णता साठवण यापासून मेटल फोमच्या कार्यात्मक अनुप्रयोगाची तपासणी करा 3 मुख्य अनुप्रयोग आणि अभ्यासाची वैशिष्ट्ये, मुख्य निष्कर्ष खालीलप्रमाणे आहेत:
(1) मेटल फोममध्ये एम्बेड केलेले हीट एक्सचेंजर हे अत्यंत कार्यक्षम कॉम्पॅक्ट हीट एक्सचेंजर आहे, जे संवहनी उष्णता हस्तांतरण गुणांक 3~9 पट वाढवू शकते; विविध साहित्य (तांबे, ॲल्युमिनियम, निकेल) उष्णता हस्तांतरण मजबूत करण्याची क्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते आणि भिन्न सामग्री उष्णता हस्तांतरण गुणांक भिन्न बनवू शकते; सच्छिद्रता, छिद्र घनता आणि छिद्र स्केलच्या पारगम्यतेमध्ये उष्णता हस्तांतरणाच्या सिद्धांतातील फोम मेटल प्रभावीच्या मुख्य पॅरामीटर्सचे उष्णता हस्तांतरण निश्चित करण्यासाठी आहे; उष्णता हस्तांतरणाच्या दरातील मापदंड, दाब कमी होणे, उष्णता हस्तांतरण गुणांकाच्या जोडणीचा प्रवाह हे मुख्य पॅरामीटर आहे; उष्णता हस्तांतरणाच्या दरातील मापदंड, दाब कमी, घन प्रवाह मुख्य पॅरामीटर्सच्या उष्णता हस्तांतरण गुणांकाचे जोडणी निश्चित करणे आवश्यक आहे, हीट एक्सचेंजरची रचना ही मुख्य निर्देशक पॅरामीटर्स आहे.
(२) सोलर कलेक्टर सुविधांमध्ये धातूचा फेस वापरला जातो, या उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत वापरल्या जाणाऱ्या धातूच्या फोममुळे, उष्णतेच्या किरणोत्सर्गाचा प्रभाव स्पष्ट आणि प्रबळ असतो. उष्णता हस्तांतरण प्रक्रियेत उच्च तापमानात उष्णता वाहक आणि किरणोत्सर्ग उष्णता हस्तांतरणाचा जोड प्रभाव, तसेच धातूच्या फोमच्या संरचनेची विशिष्टता, मेटल फोमच्या प्रभावी थर्मल चालकता आणि उष्णता हस्तांतरण मोडवर परिणाम करणारे घटक बनवते. आणि जटिल. सामान्यतः थेट शोषण सौर संग्राहक आणि व्हॉल्यूमेट्रिक सौर संग्राहक वापरले जातात, ज्यामध्ये शोषण संग्राहक म्हणजे सौर ऊर्जा शोषणावर धातूच्या फोमचा प्रभाव प्रबळ असतो, धातू, फोम आणि द्रव उष्णता हस्तांतरण अप्रत्यक्षपणे सौर ऊर्जा प्राप्तकर्त्याच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करते; व्हॉल्यूमेट्रिक कलेक्टर म्हणजे यंत्रामध्ये हवेचा प्रवाह आणि सौर ऊर्जा प्रवाहाचा वापर, भूमिती आणि मेटल फोमची सामग्री कॉन्फिगरेशन हे मुख्य घटक व्यापतात.
(३)मेटल फोमउच्च थर्मल चालकता, उच्च सच्छिद्रता आणि उच्च विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ आणि मोठ्या उष्णता साठवण क्षमता, साधी रचना आणि गरज नसलेली फेज बदलणारी सामग्री वापरून, संरचनेची सातत्य आणि थर्मल चालकता उच्च कार्यक्षमतेमुळे थर्मल एनर्जी स्टोरेज डिव्हाइसेसमध्ये वापरली जाते. अतिरिक्त ऊर्जेचा वापर करणे इ., मिश्रित फेज बदल सामग्रीच्या रचनेच्या सुपरपोझिशनचे फायदे, पॅराफिनचे उष्णता हस्तांतरण वाढवणे, थर्मल चालकता मजबूत करणे फेज चेंज मटेरियल, फेज चेंज मटेरिअलमधील फोम मेटलच्या सुधारणेचा अभ्यास फेज चेंज मटेरियल व्यवस्थेमध्ये फोम मेटलची सुधारणा, फेजच्या कंपोझिट सिस्टमवर सच्छिद्रता आणि छिद्र स्केल बदलणे, सामग्रीची निवड इ. विशिष्ट सैद्धांतिक आधार देण्यासाठी उपकरणांच्या डिझाइनच्या नंतरच्या ऑप्टिमायझेशनवर प्रतिसाद वेळ, तापमान वितरण, उष्णता साठवण वेळ आणि उष्णता हस्तांतरणाचा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो.