మెటల్ ఫోమ్ యొక్క ఉష్ణ బదిలీ లక్షణాలు మరియు HVAC పరిశ్రమలో దాని అప్లికేషన్ యొక్క అన్వేషణ

ప్రపంచంలోని శక్తి డిమాండ్ సంవత్సరానికి 1.3% చొప్పున పెరుగుతోంది మరియు శక్తి సంరక్షణ మరియు ఉద్గార తగ్గింపు అనేది దేశం యొక్క ముఖ్యమైన అభివృద్ధి వ్యూహాలలో ఒకటి, కాబట్టి శక్తి అనువర్తనాల రంగంలో ఇంధన-పొదుపు పరికరాలు (వేడి మార్పిడి, ఉష్ణ నిల్వ మరియు ఉష్ణ వినియోగం) చాలా దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది.

మెటల్ ఫోమ్అనేది 1948లో అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త సోస్నిక్ ప్రతిపాదించిన మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ టెక్నాలజీ, లోహపు లిగమెంట్-రకం అస్థిపంజరం మరియు ఓపెన్ సెల్‌లతో ఇంటర్‌కనెక్ట్ చేయబడిన పోర్ యూనిట్‌ల ద్వారా ఏర్పడిన ఒక రకమైన రంధ్రము, ప్రతి ఓపెన్ సెల్ (రంధ్రం) 12~14 పెంటగోనల్ లేదా షట్కోణ ఉపరితలాలను కలిగి ఉంటుంది. పదార్థంఅల్యూమినియం, ఉక్కు, నికెల్, రాగి, సెరామిక్స్ మరియు మెటల్ మిశ్రమాలు, ఇది నిరంతర-దశ మెటల్ మరియు వివిక్త-దశ రంధ్రాల యొక్క లక్షణాలు రెండింటి యొక్క అద్భుతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.
మెటల్ ఫోమ్‌లు క్రింది కీలక పారామితుల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి:
1. రంధ్ర వ్యాసం ఓపెనింగ్స్ యొక్క సగటు వ్యాసం మరియు 0.1 నుండి 10 మిమీ వరకు ఉంటుంది;
2. అస్థిపంజరం వ్యాసం మెటల్ అస్థిపంజరం యొక్క సగటు వ్యాసం;
3. రంధ్ర సాంద్రత అనేది అంగుళానికి రంధ్రాల సంఖ్య మరియు కణ పరిమాణం, రంధ్రాల పరిమాణం మరియు పక్కటెముక పరిమాణానికి సంబంధించినది;
4. సచ్ఛిద్రత ε అనేది 80% నుండి 99% వరకు నమూనా యొక్క ద్రవ్యరాశి మరియు వాల్యూమ్ కొలతల నుండి పొందిన రంధ్రాల యొక్క వాల్యూమ్ భిన్నం మరియు రంధ్రాలు పారగమ్యంగా ఉన్నాయా లేదా అనేదానిని బట్టి ఓపెన్ మరియు క్లోజ్డ్ రంధ్రాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.
ద్రవ ప్రవాహం మరియు ఉష్ణ మార్పిడి లక్షణాల కారణంగా, శక్తి క్షేత్రంలో అప్లికేషన్ ఎక్కువగా ఓపెన్ పోర్ రకం, ఇది లోపల నిరంతర మరియు అడ్డంకులు లేని త్రిమితీయ రంధ్ర నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఘన అస్థిపంజరం మధ్య రంధ్రాలు ఉంటాయి మరియు ద్రవం ప్రవహించగలదు. రంధ్రాల లోపల, సచ్ఛిద్రతతో ε>80%, పెద్ద నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం (1000~5000 m2/m3), పెద్ద ఉష్ణ వాహకత మరియు మంచి ఉష్ణ మార్పిడి పనితీరు, ఇది ఎక్కువగా ఉష్ణ వినిమాయకం, ఎలక్ట్రానిక్ శీతలీకరణ మరియు ఇంధన ఘటంలో ఉపయోగిస్తారు. శక్తి సౌకర్యాలలో ఇది ఎంబెడెడ్ ఫోమ్ మెటల్, సోలార్ కలెక్టర్లు, సోలార్ రిసీవర్లు, హీట్ అక్యుమ్యులేటర్లు మొదలైన వాటితో ఉష్ణ వినిమాయకాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
మెటల్ ఫోమ్ యొక్క నిర్మాణ లక్షణాలు మరియు భౌతిక లక్షణాల ప్రకారం, HVAC రంగంలో మెటల్ ఫోమ్ యొక్క ఫంక్షనలైజ్డ్ అప్లికేషన్‌ను పరిశోధించండి, ఉష్ణ బదిలీ, ఉష్ణ సేకరణ, వేడి నిల్వ నుండి దాని ప్రధాన అనువర్తనాలు మరియు అధ్యయనం యొక్క 3 అంశాలు, ప్రధానమైనవి. కనుగొన్నవి క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
(1) మెటల్ ఫోమ్‌లో పొందుపరిచిన ఉష్ణ వినిమాయకం అత్యంత సమర్థవంతమైన కాంపాక్ట్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్, ఇది ఉష్ణప్రసరణ ఉష్ణ బదిలీ గుణకాన్ని 3~9 రెట్లు పెంచుతుంది; వివిధ పదార్థాలు (రాగి, అల్యూమినియం, నికెల్) ఉష్ణ బదిలీని బలోపేతం చేసే సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు వివిధ పదార్థాలు ఉష్ణ బదిలీ గుణకం భిన్నంగా ఉంటాయి; పోర్ స్కేల్ యొక్క సారంధ్రత, రంధ్ర సాంద్రత మరియు పారగమ్యతలో ఉష్ణ బదిలీ సిద్ధాంతంలో నురుగు మెటల్ ప్రభావవంతమైన ప్రధాన పారామితుల ఉష్ణ బదిలీని నిర్ణయించడం; ఉష్ణ బదిలీ రేటులో పారామితులు, ఒత్తిడి తగ్గుదల, ఉష్ణ బదిలీ గుణకం యొక్క కలపడం యొక్క ప్రవాహం ప్రధాన పరామితి; ఉష్ణ బదిలీ రేటులో పారామితులు, ఒత్తిడి తగ్గుదల, ప్రధాన పారామితుల యొక్క ఉష్ణ బదిలీ గుణకం యొక్క ఘన సంయోగం యొక్క ప్రవాహాన్ని నిర్ణయించడం అవసరం, ఉష్ణ వినిమాయకం యొక్క రూపకల్పన ప్రధాన సూచిక పారామితులు.
(2) సోలార్ కలెక్టర్ సౌకర్యాలలో మెటల్ ఫోమ్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఈ అధిక ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితిలో ఉపయోగించిన మెటల్ ఫోమ్ కారణంగా, హీట్ రేడియేషన్ ప్రభావం స్పష్టంగా మరియు ప్రబలంగా ఉంటుంది. ఉష్ణ బదిలీ ప్రక్రియలో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉష్ణ వాహకత మరియు రేడియేషన్ ఉష్ణ బదిలీ యొక్క కలపడం ప్రభావం, అలాగే మెటల్ ఫోమ్ యొక్క నిర్మాణం యొక్క విశిష్టత, మెటల్ ఫోమ్ మరియు ఉష్ణ బదిలీ మోడ్ యొక్క ప్రభావవంతమైన ఉష్ణ వాహకతను ప్రభావితం చేసే కారకాలను చేస్తుంది. మరియు సంక్లిష్టమైనది. సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్రత్యక్ష శోషణ సోలార్ కలెక్టర్లు మరియు వాల్యూమెట్రిక్ సోలార్ కలెక్టర్లు, దీనిలో శోషణ కలెక్టర్ అనేది సౌర శక్తి శోషణపై మెటల్ ఫోమ్ ప్రభావం ప్రబలంగా ఉంటుంది, మెటల్, ఫోమ్ మరియు ద్రవ ఉష్ణ బదిలీ మధ్య పరోక్షంగా సౌర శక్తి రిసీవర్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది; వాల్యూమెట్రిక్ కలెక్టర్ అనేది పరికరంలోకి గాలి ప్రవాహం మరియు సౌర శక్తి ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించడం, జ్యామితి మరియు మెటల్ ఫోమ్ యొక్క మెటీరియల్ కాన్ఫిగరేషన్ ప్రధాన కారకాలను ఆక్రమిస్తుంది.
(3)మెటల్ ఫోమ్నిర్మాణం యొక్క కొనసాగింపు మరియు ఉష్ణ వాహకత యొక్క అధిక సామర్థ్యం కారణంగా, దాని అధిక ఉష్ణ వాహకత, అధిక సచ్ఛిద్రత మరియు అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు పెద్ద ఉష్ణ నిల్వ సామర్థ్యం, ​​సాధారణ నిర్మాణం మరియు అవసరం లేని దశ మార్పు పదార్థాలను ఉపయోగించడం వల్ల ఉష్ణ శక్తి నిల్వ పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. అదనపు శక్తిని వినియోగించడం మొదలైనవి, మిశ్రమ దశ మార్పు పదార్థాల కూర్పు యొక్క సూపర్‌పొజిషన్ యొక్క ప్రయోజనాలు, పారాఫిన్ యొక్క ఉష్ణ బదిలీని మెరుగుపరచడం, దశ మార్పు పదార్థాల ఉష్ణ వాహకతను బలోపేతం చేయడం, మెరుగుదల అధ్యయనం దశ మార్పు పదార్థంలో నురుగు మెటల్ యొక్క దశ మార్పు పదార్థ అమరికలో నురుగు మెటల్ యొక్క మెరుగుదల, దశ మార్పు ప్రతిస్పందన సమయం, ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ, ఉష్ణ నిల్వ యొక్క మిశ్రమ వ్యవస్థపై సచ్ఛిద్రత మరియు రంధ్ర స్థాయిని మార్చడం, పదార్థాల ఎంపిక మొదలైనవి. సమయం మరియు ఉష్ణ బదిలీ ఒక నిర్దిష్ట సైద్ధాంతిక ఆధారాన్ని అందించడానికి పరికరాల రూపకల్పన యొక్క తదుపరి ఆప్టిమైజేషన్‌పై ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.