Hëtzt Transfermaart Eegeschafte vun oppen Zell Metal Schaum

Metallschaum ass eng Aart vu multifunktionnelle Komposit-Metallmaterial mat enger gewësser Zuel, enger gewësser Gréisst vu Poren an enger gewësser Porositéit an der Metallmatrix. Schaummetall huet eenzegaarteg strukturell Charakteristiken wéi grouss spezifesch Uewerfläch, grouss Porositéit a kleng Dicht, an huet multifunktionell Komposit Charakteristiken wéi Wärmevergëftung (Open-Zell), Wärmeisolatioun (zougemaach Zell), Schallabsorptioun a Schwéngungsdämpfung, liichtgewiicht. , héich spezifesch Kraaft, elektromagnetesch Schirmung, asw., an et ass eng Aart strukturell a funktionellt Material dat d'Eegeschafte vun der Thermophysik integréiert, Mechanik, Akustik an Elektrizitéit.
FirOpen-cell Metal Schaum, Déi héich Porositéit a komplex dreidimensional Mesh Struktur maachen et ganz gutt Wärmevergëftung an héich Wärmetransfereffizienz, déi e ganz breet Applikatiounsperspektiv am Beräich vu kompakten Wärmetauscher, mikroelektronesche Geräterkühlen, asw. Fir d'Wärmetransfereigenschaften vum Open-cell-Schaummetall gëtt säi Fuerschungsstatus ënnersicht an analyséiert aus den Uwendungsberäicher vu kompakten Wärmetauscher.
Metall Schaumfir kompakt Wärmetauscher
Déi verstäerkte Wärmetransfereigenschaften vum Metallschaum goufen allgemeng unerkannt. Wann de Gas oder d'Flëssegkeet duerch d'Lächer fléisst, gëtt d'Hëtzt iwwerdroen an austauscht a Form vun gezwongener Konvektioun tëscht dem Metallschaum mat enger oppener Zellstruktur an der Flëssegkeet. Engersäits mécht d'komplex dreidimensional Mesh-Struktur vum Metallschaum den net-linearen Effekt vun der Flëssegkeet, an de Grad vun der Turbulenz gëtt och verstäerkt, sou datt déi zolidd Uewerfläch op d'Flëssegkeet am héije lokale Wärmetransfer fördert; op der anerer Säit ass d'Schaummetall grouss spezifesch Uewerfläch och e wichtege Grond fir datt d'Metall gutt Wärmetransferleistung huet. Am Moment konzentréiert sech d'Etude vu Metallschaum fir kompakt Wärmetauscher-Transferleistung haaptsächlech op Loft-Säit verstäerkte Wärmetransfer a Kältemëttel-Säit verstäerkte Wärmetransfer.
Fir d'Loftsäit verstäerkte Wärmetransfereigenschafte vum Metallschaum, gëtt Metallschaum benotzt amplaz vu Placken fir Wärmevergëftung an Uwendungen wou traditionell Placken benotzt ginn, wéi zum Beispill Ofkillen vun elektronesche Komponenten, Plack Wärmetauscher, a finned Wärmetauscher. A kompakten Wärmetauscher ginn d'Flow-Wärmetransfereigenschaften momentan haaptsächlech fir Kupfer- an Aluminiumschaummetalle mat Pore Dicht allgemeng manner wéi 40% a Porositéite vu 70% oder méi studéiert.
Bei enger bestëmmter Poregréisst erhéicht d'Wärmetransferrate mat der Erhéijung vun der Porositéit a dominéiert. Op der anerer Säit, fir eng gewësse Porositéit, wat méi héich d'Pore Dicht ass, wat d'Wärmetransfer Effizienz méi niddereg ass, wat wéinst der exzessiv grousser Pore Gréisst kann sinn. D'Porestrukturparameter vu Porositéit, Pore Dicht, a Poren Duerchmiesser sinn d'Haaptfaktoren déi d'Wärmetransferleistung beaflossenMetall Schaum. Fir d'Applikatioun vum Metallschaum an der Ofkillung vun elektronesche Komponenten, goufen d'Effekter vun der Metallschaumporositéit a Poren Duerchmiesser op den Wärmevergëftungseffekt duerch orthogonal Experimenter ënnersicht. D'Resultater weisen datt ënner gezwongener Konvektioun d'Wärmevergëftungsleistung vum Schaummetall mat der Porestruktur verbonnen ass, an där d'Poregréisst de gréissten Afloss huet.
E puer Fuerschungsresultater weisen datt obwuel de Schaummetall eng staark Roll bei der Verbesserung vum Wärmetransfer huet, ass de Wuesstum vun der Resistenz net vernoléisseg mat dem Wuesstum vun der Wärmetauscherleistung. D'Wärmetransfereffizienz vum Schaummetall gëtt wesentlech verbessert bei méi klengen Drockverloscht, an den Drockverloscht hëlt mat der Erhéijung vun der Pore Dicht erop. D'Resultater vun der Studie sinn léierräich fir den Design an d'Fabrikatioun vu liicht a kompakten héicheffizienten Wärmetauscher. Eng experimentell Studie vu Schaummetall Wärmetauscher a finned Wärmetauscher vun der selwechter Gréisst gouf duerchgefouert, an et gouf festgestallt datt ënner de selwechte Testbedéngungen de Schaummetall Wärmetauscher manner effizient war wéi de finned Wärmetauscher, an den Drockverloscht an Reibungskoeffizient waren méi héich wéi déi vum finned Wärmetauscher. De poröse Schaummetall huet eng offensichtlech Verstäerkungseffekt op konvektiven Wärmetransfer, an de Verstäerkungseffekt fällt mat der Erhéijung vun der Reynolds Zuel; de poröse Schaummetall mécht d'Flowresistenz vu Flëssegkeet selbstverständlech erop, awer d'Multiplikatioun vun der Resistenzerhéijung fällt mat der Erhéijung vun der Reynolds Zuel. Eng ëmfaassend Stäerkung vum konvektiven Wärmetransfer an der Erhéijung vum Drockfall am Floss vun zwee Aspekter ka gesi ginn,poröse Schaummetallass méi gëeegent fir d'Flëssegkeet mat méi klengen Flowrate Occasiounen. Schaummetall huet d'Roll vum Loft-Säit verstäerkten Wärmetransfer, awer d'Wärmetransferleistungsverbesserung zur selwechter Zäit huet d'Resistenz och erhéicht, an d'Gesamtleistung ass méi schlecht wéi déi traditionell Placken. Fuerschung weist datt Schaummetall gëeegent ass fir seltenen Occasiounen. Dofir, Schaum Metal Loft-Säit verstäerkte Wärmetransfer brauch d'Applikatioun Occasiounen ze berücksichtegen, a kann net blann déi traditionell Fin Wärmevergëftung Alternativ Fuerschung ausféieren.

De Metallschaum kann och eng Roll spillen fir den Wärmetransfer vu Kältemëttel duerch Phaswechsel ze verbesseren. D'Resultater weisen datt wann d'Porositéit sécher ass, d'Wärmetransferleistung verduebelt wéi d'Pore Dicht vun 20 op 40 PPI erofgeet an d'Poregréisst erofgeet, wéinst der méi feiner Zellstruktur mat enger méi grousser Uewerfläch a méi intensiver Stéierung. Bei héije Stroumraten hält de kachend Wärmetransferkoeffizient eng stänneg a lues Erhéijung mat enger Erhéijung vun der Trockenheet. Mat der gradueller Erhéijung vum Betribsdrock ass de Phänomen vu kachend Wärmetransfer bei niddereger Trockenheet ähnlech wéi Buedemkachen, dh d'Wärmetransfer gëtt mat der Erhéijung vum Drock verstäerkt, awer den Drock klëmmt zu engem gewësse Mooss spillt eng verschlechtert Roll beim Kachen. Hëtzt Transfert. Den Wärmetransferkoeffizient vu Kupferschaumröhre ass ongeféier dräimol méi héich wéi dee vu Liichttuerm. Am Fall vu pure Kältemëttel verbessert d'Präsenz vu Schaummetall de Floss vum kachen Wärmetransfer, an den Wärmetransferkoeffizient gëtt ëm bis zu 185% erhéicht. Am Fall vun Ueleg-haltege Konditiounen, gëtt den Effekt vum Metallschaum fir d'Wärmetransfer ze verstäerken geschwächt; ënner déiselwecht Konditiounen, am Verglach mam 5PPI Schaummetall, kann 10PPI Schaummetall den Wärmetransferkoeffizient ëm bis zu 0,6 Mol erhéijen, a méi kleng Poregréisst kann de Flux kachend Wärmetransferkoeffizient verbesseren.
D'Effekter vun Mass Flux Taux an zwee-Phase Flëssegket Trockenheet op Flux Kondensatioun Drock drop an Hëtzt Transfermaart Koeffizient goufen ëmfaassend analyséiert. D'Resultater weisen datt den Drockfall vum banneschten Mauer gefëllten ringforme Metallschaumröhre vill méi grouss ass wéi dee vum Liichtröhre, an den Drockfall erhéicht séier an netlinear mat der Erhéijung vun der Massestroumrate an der Trockenheet. D'Kondensatioun Wärmetransfer Koeffizient vun der banneschten Mauer gefëllt annular Metal Schaum Röhre ass méi grouss wéi dee vun der Luucht eraus, an der Hëtzt Transfermaart Koeffizient Erhéijunge mat der Erhéijung vun Mass Flux Taux an dréchen, an der Flux Kondensatioun Hëtzt Transfermaart Koeffizient vun dëser Zort vu verstäerkten Réier ass ongeféier duebel sou vill wéi dee vum Liichttuerm. Well seng kapillär Effekt offensichtlech ass, ass d'Pore Dicht vum 130PPI verstäerkten Röhre dee beschten Effekt, fir d'Liichtröhre 3,06 Mol ass 40PPI Röhre haaptsächlech ähnlech wéi d'Struktur vum niddereg-ribbed Röhre als Mëttel fir ze verstäerken.
Am kompakten Wärmetauscher,Metall Schaumkann voll genotzt ginn fir d'Roll vum Wärmetransfer ze stäerken, awer d'Studie huet gewisen datt d'Resistenzeigenschaften vum Schaummetallwachstum och ganz bedeitend sinn, de Besoin fir eng ëmfaassend Leeschtung fir d'Applikatioun vum Schaummetall am kompakten Wärmetauscher ze bewäerten. Zousätzlech, an der Präsenz vun Ueleg-enthaltende Schmierstoff, kënne Schaummetaller zu enger Verschlechterung vum Wärmetransfer féieren, an de verstäerkte Wärmetransfer vu Metallschaume fir d'Phaseännerung Wärmetransfer vu Kältemëttel muss am Liicht vun den Effekter vu Schmiermëttel berücksichtegt ginn.