Металл көбіктің жылу беру сипаттамаларын және оны HVAC өнеркәсібінде қолдануды зерттеу

Дүние жүзінде энергияға сұраныс жылына шамамен 1,3% өсуде, ал энергияны үнемдеу және шығарындыларды азайту елдің маңызды даму стратегияларының бірі болып табылады, сондықтан энергияны қолдану саласындағы энергияны үнемдейтін жабдық (жылуды түрлендіру, жылуды сақтау және жылуды пайдалану) көп назар аударып отыр.

Металл көбік1948 жылы американдық ғалым Сосник ұсынған материалды өңдеу технологиясы, металл байлам тәрізді қаңқадан және ашық жасушалармен өзара байланысқан кеуек бірліктерінен түзілетін кеуек түрі, әрбір ашық ұяшық (кеуек) 12~14 бесбұрышты немесе алтыбұрышты беттерді қамтиды, материалғаалюминий, болат, никель, мыс, керамика және металл қорытпалары, олар үздіксіз фазалы металдың да, дискретті фазалық кеуектердің сипаттамаларының да тамаша сипаттамаларына ие.
Металл көбіктері келесі негізгі параметрлермен сипатталады:
1. Кеуек диаметрі – саңылаулардың орташа диаметрі және 0,1-ден 10 мм-ге дейін;
2. Қаңқа диаметрі – металл қаңқасының орташа диаметрі;
3. кеуек тығыздығы - бір дюймдегі кеуектер саны және ұяшық өлшеміне, кеуек өлшеміне және қабырға өлшеміне байланысты;
4. кеуектілік ε – 80%-дан 99%-ға дейінгі аралықтағы үлгінің массалық және көлемдік өлшемдерінен алынған кеуектердің көлемдік үлесі және кеуектердің өткізгіштігіне немесе өтпейтініне қарай ашық және жабық кеуектерге жіктелуі мүмкін.
Сұйықтық ағынының және жылу алмасуының сипаттамаларына байланысты энергетикалық өрісте қолдану негізінен ашық кеуекті түрі болып табылады, оның ішінде үздіксіз және кедергісіз үш өлшемді кеуек құрылымы бар және қатты қаңқаның арасында тесіктер бар және сұйықтық ағып кетуі мүмкін. кеуектер ішінде, кеуектілігі ε>80%, меншікті бетінің үлкен ауданы (1000~5000 м2/м3), үлкен жылу өткізгіштік және жақсы жылу алмасу көрсеткіштері көбінесе жылу алмастырғышта, электронды салқындатуда және отын ұяшығында қолданылады. Энергетикалық нысандарда ол ендірілген көбік металы бар жылу алмастырғыштарда, күн коллекторларында, күн қабылдағыштарында, жылу аккумуляторларында және т.б.
Металл көбіктің құрылымдық сипаттамаларына және физикалық ерекшеліктеріне сәйкес, жылу беру, жылу жинау, жылуды сақтаудан, сәйкесінше, жылу беру, жылу жинау, жылуды сақтаудан 3 аспектіде, оның негізгі қолдану және зерттеу сипаттамалары, негізгі тұжырымдар келесідей:
(1) металл көбікке салынған жылу алмастырғыш конвективтік жылу беру коэффициентін 3 ~ 9 есе арттыра алатын жоғары тиімді ықшам жылу алмастырғыш болып табылады; әртүрлі материалдар (мыс, алюминий, никель) жылу беруді күшейту мүмкіндігін айтарлықтай жақсарта алады, ал әртүрлі материалдар жылу беру коэффициентін әртүрлі етіп жасай алады; кеуектілік, кеуек тығыздығы және кеуекті шкаланың өткізгіштігі жылу беру теориясында көбік металы тиімді негізгі параметрлердің жылу беруін анықтау болып табылады; жылу беру жылдамдығындағы параметрлер, қысымның төмендеуі, жылу беру коэффициентінің қосылыс ағыны негізгі параметр болып табылады; жылу беру жылдамдығының параметрлері, қысымның төмендеуі, қатты дененің ағыны Негізгі параметрлердің жылу беру коэффициентінің қосылысын анықтау қажет, жылу алмастырғыштың конструкциясы негізгі көрсеткіш параметрлері болып табылады.
(2) Металл көбік күн коллекторының қондырғыларында қолданылады, бұл жоғары температура жағдайында қолданылатын металл көбіктің арқасында жылу сәулелену әсері айқын және басым. Жылуалмасу процесінде жоғары температурада жылу өткізгіштік пен сәулеленудің жылу алмасуының байланыстырушы әсері, сондай-ақ металл көбік құрылымының ерекшелігі металл көбіктің тиімді жылу өткізгіштігіне және жылу беру режиміне әсер ететін факторларды бірнеше есе көп етеді. және күрделі. Жиі қолданылады тікелей жұтатын күн коллекторлары және көлемдік күн коллекторлары, оларда сіңіру коллекторы металл көбіктің күн энергиясын сіңіруіне әсері басым, металл, көбік және сұйықтық арасындағы жылу алмасу күн энергиясын қабылдағыштың жұмысына жанама әсер етеді; көлемдік коллектор ауа ағыны мен күн энергиясының құрылғыға ағынын пайдалану болып табылады, геометрия және металл көбіктің материалдық конфигурациясы негізгі факторларды алады.
(3)Металл көбікқұрылымының үздіксіздігі мен жылу өткізгіштігінің жоғары тиімділігіне байланысты жылу энергиясын сақтау құрылғыларында қолданылады, оның жоғары жылу өткізгіштігін, жоғары кеуектілігін және жоғары меншікті бетінің ауданын, сондай-ақ үлкен жылу сақтау сыйымдылығы, қарапайым құрылымы бар және қажет емес фазалық ауыспалы материалдарды пайдаланады. қосымша энергияны тұтыну және т.б., композициялық фазалық өзгеретін материалдардың құрамының суперпозициясының артықшылықтары, парафиннің жылу беруін күшейту, фазалық өзгеретін материалдардың жылу өткізгіштігін күшейту, фазалық ауыспалы материалдағы көбік металды жақсарту фазалық ауыспалы материалды орналастыруда көбік металын жақсарту, кеуектілік пен кеуекті масштабты өзгерту, фазалық өзгерістерге жауап беру уақытының, температураның таралуының, жылудың композиттік жүйесінде материалдарды таңдау және т.б. сақтау уақыты мен жылу беру белгілі бір теориялық негізді қамтамасыз ету үшін жабдықтың дизайнын кейіннен оңтайландыруға маңызды әсер етеді.