Varmotransiga propraĵoj de malfermaj ĉelaj metalŝaŭmoj

Metala ŝaŭmo estas speco de multfunkcia kunmetita metala materialo enhavanta certan nombron, certan grandecon de poroj kaj certan porecon en la metala matrico. Ŝaŭma metalo havas unikajn strukturajn karakterizaĵojn kiel ekzemple granda specifa surfacareo, granda poreco kaj malgranda denseco, kaj havas multfunkciajn kunmetitajn karakterizaĵojn kiel varmodissipación (malferma ĉelo), varmoizolado (fermita ĉelo), sonsorbado kaj vibromalpezigo, malpeza. , alta specifa forto, elektromagneta ŝirmado, ktp., kaj ĝi estas speco de struktura kaj funkcia materialo integranta la ecojn de termofiziko, mekaniko, akustiko kaj elektro.
Pormalferma ĉela metala ŝaŭmo, La alta poreco kaj kompleksa tridimensia maŝo strukturo faras ĝin havi tre bonan varmodissipadon kaj altan varmotransigo efikecon, kiu havas tre larĝan aplikan perspektivon en la kampo de kompaktaj varmointerŝanĝiloj, mikroelektronika aparato malvarmigo, ktp. Por la varmotransigo propraĵoj de malferma ĉela ŝaŭma metalo, ĝia esplorstatuso estas esplorita kaj analizita de la aplikaj areoj de kompaktaj varmointerŝanĝiloj.
Metala ŝaŭmopor kompaktaj varmointerŝanĝiloj
La plibonigitaj varmotransigo propraĵoj de metala ŝaŭmo estis ĝenerale rekonitaj. Kiam la gaso aŭ likvaĵo fluas tra la truoj, la varmo estas transdonita kaj interŝanĝita en la formo de malvola konvekcio inter la metala ŝaŭmo kun malferma ĉela strukturo kaj la likvaĵo. Unuflanke, la kompleksa tridimensia maŝo strukturo de la metala ŝaŭmo faras la nelinian efikon de la fluido, kaj la grado de turbuleco ankaŭ plifortiĝas, tiel antaŭenigante la solidan surfacon al la fluido en la alta loka varmotransigo; aliflanke, la ŝaŭma metalo granda specifa surfaco ankaŭ estas grava kialo por la metalo havas bonan varmotransigo rendimento. Nuntempe, la studo de metala ŝaŭmo por kompakta varmointerŝanĝilo transiga rendimento ĉefe temigas aer-flankan plibonigitan varmotransigo kaj fridig-flanko plibonigita varmotransigo.
Por la aer-flankaj plifortigitaj varmotransigo trajtoj de metalŝaŭmo, metalŝaŭmo estas uzita anstataŭe de naĝiloj por varmodissipado en aplikoj kie tradiciaj naĝiloj estas uzitaj, kiel ekzemple malvarmigo de elektronikaj komponentoj, platvarmointerŝanĝiloj, kaj naĝilaj varmointerŝanĝiloj. En kompaktaj varmointerŝanĝiloj, la fluaj varmotransigo propraĵoj estas nuntempe studitaj ĉefe por kupro kaj aluminio ŝaŭmo metaloj kun poro densecoj ĝenerale malpli ol 40% kaj poreco de 70% aŭ pli.
Je certa porgrandeco, la varmotransiga indico pliiĝas kun la pliiĝo de poreco kaj dominas. Aliflanke, por certa poreco, ju pli alta la pora denseco, des pli malalta la varmotransiga efikeco, kio povas esti pro la troe granda pora grandeco. La porstrukturaj parametroj de poreco, pora denseco kaj pora diametro estas la ĉefaj faktoroj influantaj la varmotransigan agadon demetalaj ŝaŭmoj. Por la aplikado de metala ŝaŭmo en malvarmigo de elektronikaj komponantoj, la efikoj de metala ŝaŭmo poreco kaj pora diametro sur la varmodisipa efiko estis esploritaj per ortaj eksperimentoj. La rezultoj montras, ke sub malvola konvekcio, la varmodisipa agado de ŝaŭma metalo rilatas al la pora strukturo, en kiu la pora grandeco havas la plej grandan influon.
Iuj esplorrezultoj montras, ke kvankam la ŝaŭma metalo havas fortan rolon en plifortigo de varmotransigo, la kresko de rezisto ne estas nekonsiderinda kune kun la kresko de varmointerŝanĝilo-agado. La varmotransiga efikeco de ŝaŭma metalo estas signife plibonigita ĉe pli malgranda premoperdo, kaj la premoperdo pliiĝas kun la pliiĝo de pora denseco. La rezultoj de la studo estas instruaj por la dezajno kaj fabrikado de malpezaj kaj kompaktaj alt-efikecaj varmointerŝanĝiloj. Eksperimenta studo de ŝaŭmmetalaj varmointerŝanĝiloj kaj naĝilaj varmointerŝanĝiloj de la sama grandeco estis farita, kaj estis trovita ke sub la samaj testkondiĉoj, la ŝaŭmmetala varmointerŝanĝilo estis malpli efika ol la naĝila varmointerŝanĝilo, kaj la premoperdo kaj frikciokoeficiento estis pli alta ol tiuj de la naĝila varmointerŝanĝilo. La pora ŝaŭma metalo havas evidentan plifortigan efikon sur konvekta varmotransigo, kaj la plifortiga efiko malpliiĝas kun la pliiĝo de Reynolds-nombro; la pora ŝaŭma metalo igas la flureziston de fluido pliiĝi evidente, sed la multipliko de rezistopliiĝo malpliiĝas kun la pliiĝo de Reynolds-nombro. Ampleksa plifortigo de konvekta varmotransigo kaj pliiĝo de la premofalo en la fluo de du aspektoj videblas,pora ŝaŭma metaloestas pli taŭga por la fluido kun pli malgrandaj flukvantokazoj. Ŝaŭma metalo havas la rolon de aer-flanka plifortigita varmotransigo, sed varmotransiga rendimento plibonigo samtempe, la rezisto ankaŭ pliiĝis, kaj la ĝenerala rendimento estas pli malbona ol la tradiciaj naĝiloj. Esploro montras, ke ŝaŭma metalo taŭgas por maloftaj okazoj. Sekve, ŝaŭmo metalo aero-flanko plibonigita varmo translokigo bezonas konsideri la apliko okazoj, kaj ne povas blinde efektivigi la tradicia naĝilo varmo disipado alternativa esploro.

La metala ŝaŭmo ankaŭ povas ludi rolon en plifortigo de la varmotransigo de fridigaĵo per fazŝanĝo. La rezultoj montras ke kiam la poreco estas certa, la varmotransiga rendimento duobliĝas kiam la pora denseco malpliiĝas de 20 ĝis 40 PPI kaj la porograndeco malpliiĝas, pro la pli fajna ĉela strukturo kun pli granda surfacareo kaj pli intensa perturbo. Ĉe altaj flukvantoj, la bolanta varmotransiga koeficiento konservas stabilan kaj malrapidan pliiĝon kun kreskanta sekeco. Kun la laŭgrada pliiĝo de operacia premo, la bolanta varmotransigo fenomeno ĉe malalta sekeco similas al grunda bolado, t.e., la varmotransigo intensiĝas kun la pliiĝo de premo, sed la premo altiĝas certagrade ludas plimalboniĝantan rolon en la bolado. varmotransigo. La varmotransiga koeficiento de kupraj ŝaŭmtuboj estas ĉirkaŭ trioble pli alta ol tiu de malpezaj tuboj. En la kazo de pura fridigaĵo, la ĉeesto de ŝaŭma metalo plibonigas la fluon de bolanta varmotransigo, kaj la varmotransiga koeficiento pliiĝas ĝis 185%. En la kazo de oleo-enhavantaj kondiĉoj, la efiko de metala ŝaŭmo por plifortigi varmotransigo estas malfortigita; sub la samaj kondiĉoj, kompare kun 5PPI-ŝaŭma metalo, 10PPI-ŝaŭma metalo povas pliigi la varmotransigokoeficienton ĝis 0,6 fojojn, kaj pli malgranda pora grandeco povas plibonigi la fluon bolanta varmotransigo koeficiento.
La efikoj de masa flukvanto kaj dufaza fluida sekeco sur flua kondensadpremfalo kaj varmotransiga koeficiento estis amplekse analizitaj. La rezultoj montras, ke la premofalo de la interna muro plenplena ringoforma metala ŝaŭmtubo estas multe pli granda ol tiu de la malpeza tubo, kaj la premofalo pliiĝas rapide kaj nelinie kun la pliiĝo de masfluo kaj sekeco. La kondensa varmotransiga koeficiento de la interna muro-plena ringoforma metala ŝaŭma tubo estas pli granda ol tiu de la malpeza tubo, kaj la varmotransiga koeficiento pliiĝas kun la pliiĝo de masa flukvanto kaj sekeco, kaj la flua kondensa varmotransigo de ĉi tiu tipo. de plifortikigitaj tuboj estas proksimume duoble pli multe ol tiu de la lumtubo. Ĉar ĝia kapilara efiko estas evidenta, la pora denseco de la 130PPI plifortigita tubo estas la plej bona efiko, por la malpeza tubo 3.06 fojojn, 40PPI-tubo estas ĉefe simila al la strukturo de la malalta ripa tubo kiel rimedo de plifortigo.
En la kompakta varmointerŝanĝilo,metala ŝaŭmopovas esti plene utiligita por plifortigi la rolon de varmotransigo, sed la studo montris ke la rezisto karakterizaĵoj de la ŝaŭma metalo kresko estas ankaŭ tre signifa, la bezono de ampleksa agado por taksi la aplikon de ŝaŭmo metalo en la kompakta varmo interŝanĝilo. Krome, en la ĉeesto de oleo-enhavantaj lubrikaĵoj, ŝaŭmaj metaloj povas konduki al difekto de varmotransigo, kaj la plifortigita varmotransigo de metalaj ŝaŭmoj por fazŝanĝa varmotransigo de fridigaĵoj devas esti pripensita en lumo de la efikoj de lubrikaĵoj.