Hitaflutningseiginleikar málmfroðu með opnum frumum

Málmfroða er eins konar fjölvirkt samsett málmefni sem inniheldur ákveðinn fjölda, ákveðna stærð svitahola og ákveðna gropleika í málmgrunninu. Froðumálmur hefur einstaka byggingareiginleika eins og stórt tiltekið yfirborð, stórt grop og lítinn þéttleika og hefur fjölvirka samsetta eiginleika eins og hitaleiðni (opinn klefi), hitaeinangrun (lokaður klefi), hljóðdeyfingu og titringsdeyfingu, léttur , hár sérstakur styrkur, rafsegulvörn osfrv., Og það er eins konar burðarvirki og hagnýtur efni sem samþættir eiginleika hitaeðlisfræði, vélfræði, hljóðfræði og rafmagn.
Fyrirmálmfroðu með opnum frumum, hár porosity og flókin þrívídd möskvauppbygging gerir það að verkum að það hefur mjög góða hitaleiðni og mikla hitaflutningsskilvirkni, sem hefur mjög víðtæka notkunarmöguleika á sviði samsettra varmaskipta, kælingu á öreindabúnaði og svo framvegis. Fyrir varmaflutningseiginleika froðumálms með opnum frumum er rannsóknarstaða þess rannsökuð og greind út frá notkunarsvæðum fyrirferðamikilla varmaskipta.
Málmfroðafyrir netta varmaskipti
Auknir hitaflutningseiginleikar málmfroðu hafa verið almennt viðurkenndir. Þegar gasið eða vökvinn rennur í gegnum götin er hitinn fluttur og skipt á milli í formi þvingaðrar convection milli málmfroðu með opinni frumu uppbyggingu og vökvans. Annars vegar gerir flókin þrívídd möskvauppbygging málmfroðu ólínuleg áhrif vökvans, og ókyrrð er einnig styrkt og stuðlar þannig að föstu yfirborði vökvans í háum staðbundnum hitaflutningi; á hinn bóginn er froðumálmurinn stórt tiltekið yfirborðsflatarmál einnig mikilvæg ástæða fyrir því að málmurinn hefur góða hitaflutningsgetu. Sem stendur beinist rannsóknin á málmfroðu fyrir samþættan varmaskiptaflutningsflutning aðallega á aukinn hitaflutning á lofthlið og aukinn hitaflutning á kælimiðli.
Fyrir aukna hitaflutningseiginleika málmfroðu á lofthlið er málmfroðu notuð í stað ugga til varmaleiðni í forritum þar sem hefðbundnar uggar eru notaðar, svo sem kælandi rafeindaíhluti, plötuvarmaskipti og finnishitaskipti. Í þéttum varmaskiptum eru flæðisvarmaflutningseiginleikar nú rannsakaðir aðallega fyrir kopar- og álfroðumálma með holuþéttleika að jafnaði minni en 40% og porosities 70% eða meira.
Við ákveðna holastærð eykst varmaflutningshraði með aukningu á porosity og ræður ríkjum. Aftur á móti, fyrir ákveðinn porosity, því meiri sem holaþéttleiki er, því minni er varmaflutningsnýtingin, sem getur stafað af of stórri holastærð. Svitaholabyggingarfæribreytur grop, holaþéttleiki og svitaholaþvermál eru helstu þættirnir sem hafa áhrif á hitaflutningsgetumálm froðu. Fyrir beitingu málmfroðu í kælingu rafeindahluta voru áhrif málmfroðuglöps og svitaholaþvermáls á hitaleiðniáhrif rannsökuð með hornréttum tilraunum. Niðurstöðurnar sýna að við þvingaða loftræstingu tengist hitaleiðni frammistöðu froðumálms holubyggingunni, þar sem holastærðin hefur mest áhrif.
Sumar rannsóknarniðurstöður sýna að þrátt fyrir að froðumálmurinn hafi sterkan þátt í að auka varmaflutning er vöxtur viðnáms ekki hverfandi ásamt vexti varmaskiptaafkasta. Skilvirkni varmaflutnings froðumálms er verulega bætt við minna þrýstingstap og þrýstingstapið eykst með aukningu á holuþéttleika. Niðurstöður rannsóknarinnar eru lærdómsríkar fyrir hönnun og framleiðslu á léttum og fyrirferðarlítilli afkastamiklum varmaskiptum. Gerð var tilraunarannsókn á frauðmálmvarmaskiptum og finnishitaskiptum af sömu stærð og kom í ljós að við sömu prófunaraðstæður var frauðmálmvarmaskiptin óhagkvæmari en finnishitaskiptin og þrýstingstapið og Núningsstuðullinn var hærri en varmaskiptarinn með rifnum. Hinn gljúpi froðumálmur hefur augljós styrkingaráhrif á varmaflutning með leiðslum og styrkingaráhrifin minnka með aukningu Reynolds fjölda; gljúpi frauðmálmurinn gerir flæðisviðnám vökva augljóslega aukið, en margföldun á viðnámshækkun minnkar með aukningu Reynolds tölunnar. Alhliða styrking á varmaflutningi og aukningu á þrýstingsfalli í flæði tveggja þátta má sjá,gljúpur frauðmálmurhentar betur fyrir vökvann með minni flæðishraða. Froðumálmur hefur það hlutverk að auka hitaflutning á lofthlið, en aukning á afköstum hitaflutnings á sama tíma, viðnámið jókst einnig og heildarframmistaðan er verri en hefðbundin uggar. Rannsóknir sýna að frauðmálmur hentar sjaldgæfum tilfellum með lágt flæði. Þess vegna, froðu málmur lofthlið aukinn hitaflutningur þarf að huga að umsóknartilvikum, og getur ekki í blindni framkvæmt hefðbundnar varmaleiðni rannsóknir.

Málmfroðan getur einnig gegnt hlutverki í að auka hitaflutning kælimiðils með fasabreytingum. Niðurstöðurnar sýna að þegar porosity er viss tvöfaldast varmaflutningsafköst þar sem pore þéttleiki minnkar úr 20 í 40 PPI og porestærð minnkar, vegna fínni frumubyggingar með stærra yfirborði og meiri truflun. Við háan flæðishraða heldur suðuvarmaflutningsstuðullinn stöðugri og hægri aukningu með vaxandi þurrki. Með hægfara aukningu á rekstrarþrýstingi er suðuhitaflutningsfyrirbæri við lágan þurrk svipað og jarðsuðu, þ.e. varmaflutningur eykst með aukningu á þrýstingi, en þrýstingurinn hækkar að vissu marki gegnir versnandi hlutverki í suðunni. hitaflutningur. Varmaflutningsstuðull koparfroðuröra er um þrisvar sinnum hærri en ljósröra. Þegar um er að ræða hreint kælimiðil eykur nærvera froðumálms flæði sjóðandi varmaflutnings og hitaflutningsstuðullinn er aukinn um allt að 185%. Ef um er að ræða aðstæður sem innihalda olíu eru áhrif málmfroðu til að styrkja hitaflutning veikt; við sömu aðstæður, samanborið við 5PPI frauðmálmur, getur 10PPI frauðmálmur aukið hitaflutningsstuðulinn um allt að 0,6 sinnum og minni holastærð getur bætt flæðissjóðandi hitaflutningsstuðul.
Áhrif massaflæðishraða og tveggja fasa vökvaþurrki á þrýstingsfall rennslisþéttingar og varmaflutningsstuðul voru greind ítarlega. Niðurstöðurnar sýna að þrýstingsfall innri veggfylltu hringlaga málmfroðurörsins er mun stærra en ljósrörsins og þrýstingsfallið eykst hratt og ólínulega með aukningu massaflæðishraða og þurrkunar. Þéttingsvarmaflutningsstuðull innri veggfylltu hringlaga málmfroðurörsins er stærri en ljósrörsins og varmaflutningsstuðullinn eykst með aukningu á massaflæðishraða og þurrki og flæðisþéttingarvarmaflutningsstuðullinn af þessari gerð. af styrktum rörum er um tvöfalt meira en ljósrörið. Vegna þess að háræðaáhrif þess eru augljós, er holaþéttleiki 130PPI styrktu rörsins bestu áhrifin, fyrir ljósrörið 3,06 sinnum, er 40PPI rörið aðallega svipað uppbyggingu lág-ribbed rörsins sem leið til að styrkja.
Í þéttum varmaskipti,málm froðuhægt að nýta að fullu til að styrkja hlutverk varmaflutnings, en rannsóknin sýndi að viðnámseiginleikar froðumálmvaxtar eru einnig mjög mikilvægir, þörfin fyrir alhliða frammistöðu til að meta beitingu froðumálms í þéttum varmaskipti. Þar að auki, í nærveru smurefna sem innihalda olíu, geta froðumálmar leitt til rýrnunar á varmaflutningi og íhuga þarf aukinn varmaflutning málmfrauða fyrir fasabreytingarvarmaflutning kælimiðla í ljósi áhrifa smurefna.