Sifat pemindahan haba buih logam sel terbuka

Buih logam ialah sejenis bahan logam komposit pelbagai fungsi yang mengandungi nombor tertentu, saiz liang tertentu, dan keliangan tertentu dalam matriks logam. Logam buih mempunyai ciri-ciri struktur yang unik seperti luas permukaan spesifik yang besar, keliangan yang besar, dan ketumpatan kecil, dan mempunyai ciri-ciri komposit pelbagai fungsi seperti pelesapan haba (sel terbuka), penebat haba (sel tertutup), penyerapan bunyi dan redaman getaran, ringan, kekuatan spesifik tinggi, perisai elektromagnet, dan lain-lain, dan ia adalah sejenis sifat penyepaduan termofisiologi dan fungsian.Sics, mekanik, akustik dan elektrik.
Untukbuih logam sel terbuka, keliangan yang tinggi dan struktur mesh tiga dimensi yang kompleks menjadikannya mempunyai pelesapan haba yang sangat baik dan kecekapan pemindahan haba yang tinggi, yang mempunyai prospek aplikasi yang sangat luas dalam bidang penukar haba padat, penyejukan peranti mikroelektronik, dan sebagainya. Untuk sifat pemindahan haba logam buih sel terbuka, status penyelidikannya disiasat dan dianalisis dari kawasan aplikasi penukar haba padat.
Buih logamuntuk penukar haba padat
Sifat pemindahan haba yang dipertingkatkan bagi buih logam telah diiktiraf secara amnya. Apabila gas atau cecair mengalir melalui lubang, haba dipindahkan dan ditukar dalam bentuk perolakan paksa antara buih logam dengan struktur sel terbuka dan bendalir. Di satu pihak, struktur mesh tiga dimensi kompleks buih logam menjadikan kesan tak linear bendalir, dan tahap pergolakan juga diperkukuh, sekali gus menggalakkan permukaan pepejal kepada bendalir dalam pemindahan haba tempatan yang tinggi; sebaliknya, logam buih luas permukaan khusus yang besar juga merupakan sebab penting untuk logam mempunyai prestasi pemindahan haba yang baik. Pada masa ini, kajian buih logam untuk prestasi pemindahan penukar haba padat terutamanya tertumpu pada pemindahan haba dipertingkatkan bahagian udara dan pemindahan haba dipertingkatkan bahagian penyejuk.
Untuk sifat pemindahan haba bahagian udara yang dipertingkatkan bagi buih logam, buih logam digunakan sebagai ganti sirip untuk pelesapan haba dalam aplikasi di mana sirip tradisional digunakan, seperti komponen elektronik penyejuk, penukar haba plat dan penukar haba bersirip. Dalam penukar haba padat, sifat pemindahan haba aliran sedang dikaji terutamanya untuk logam buih kuprum dan aluminium dengan ketumpatan liang umumnya kurang daripada 40% dan keliangan 70% atau lebih.
Pada saiz liang tertentu, kadar pemindahan haba meningkat dengan peningkatan keliangan dan mendominasi. Sebaliknya, untuk keliangan tertentu, semakin tinggi ketumpatan liang, semakin rendah kecekapan pemindahan haba, yang mungkin disebabkan oleh saiz liang yang terlalu besar. Parameter struktur liang keliangan, ketumpatan liang, dan diameter liang adalah faktor utama yang mempengaruhi prestasi pemindahan hababuih logam. Untuk aplikasi buih logam dalam komponen elektronik penyejukan, kesan keliangan buih logam dan diameter liang pada kesan pelesapan haba telah disiasat oleh eksperimen ortogon. Keputusan menunjukkan bahawa di bawah perolakan paksa, prestasi pelesapan haba logam buih adalah berkaitan dengan struktur liang, di mana saiz liang mempunyai pengaruh yang paling besar.
Beberapa hasil penyelidikan menunjukkan bahawa walaupun logam buih mempunyai peranan yang kuat dalam meningkatkan pemindahan haba, pertumbuhan rintangan tidak boleh diabaikan bersama-sama dengan pertumbuhan prestasi penukar haba. Kecekapan pemindahan haba logam buih bertambah baik dengan ketara pada kehilangan tekanan yang lebih kecil, dan kehilangan tekanan meningkat dengan peningkatan ketumpatan liang. Hasil kajian adalah instruktif untuk reka bentuk dan fabrikasi penukar haba kecekapan tinggi yang ringan dan padat. Kajian eksperimen penukar haba logam busa dan penukar haba bersirip dengan saiz yang sama telah dijalankan, dan didapati bahawa di bawah keadaan ujian yang sama, penukar haba logam buih kurang cekap daripada penukar haba bersirip, dan pekali kehilangan tekanan dan geseran adalah lebih tinggi daripada penukar haba bersirip. Logam buih berliang mempunyai kesan pengukuhan yang jelas pada pemindahan haba perolakan, dan kesan pengukuhan berkurangan dengan peningkatan nombor Reynolds; logam buih berliang menjadikan rintangan aliran bendalir meningkat dengan jelas, tetapi pendaraban peningkatan rintangan berkurangan dengan pertambahan nombor Reynolds. Pengukuhan menyeluruh pemindahan haba perolakan dan peningkatan penurunan tekanan dalam aliran dua aspek dapat dilihat,logam buih berliangadalah lebih sesuai untuk bendalir dengan keadaan kadar aliran yang lebih kecil. Logam buih mempunyai peranan pemindahan haba yang dipertingkatkan bahagian udara, tetapi peningkatan prestasi pemindahan haba pada masa yang sama, rintangan juga meningkat, dan prestasi keseluruhan lebih buruk daripada sirip tradisional. Penyelidikan menunjukkan bahawa logam buih sesuai untuk acara jarang aliran rendah. Oleh itu, pemindahan haba yang dipertingkatkan bahagian udara logam buih perlu mempertimbangkan masa permohonan, dan tidak boleh secara membuta tuli menjalankan penyelidikan alternatif pelesapan haba sirip tradisional.

Buih logam juga boleh memainkan peranan dalam meningkatkan pemindahan haba bahan pendingin melalui perubahan fasa. Keputusan menunjukkan bahawa apabila keliangan adalah pasti, prestasi pemindahan haba berganda apabila ketumpatan liang berkurangan daripada 20 hingga 40 PPI dan saiz liang berkurangan, disebabkan oleh struktur sel yang lebih halus dengan luas permukaan yang lebih besar dan gangguan yang lebih sengit. Pada kadar aliran yang tinggi, pekali pemindahan haba mendidih mengekalkan peningkatan yang stabil dan perlahan dengan peningkatan kekeringan. Dengan peningkatan beransur-ansur dalam tekanan operasi, fenomena pemindahan haba mendidih pada kekeringan rendah adalah serupa dengan pendidihan tanah, iaitu, pemindahan haba dipergiatkan dengan peningkatan tekanan, tetapi tekanan meningkat ke tahap tertentu memainkan peranan yang semakin merosot dalam pemindahan haba mendidih. Pekali pemindahan haba tiub buih kuprum adalah kira-kira tiga kali lebih tinggi daripada tiub cahaya. Dalam kes penyejuk tulen, kehadiran logam buih meningkatkan aliran pemindahan haba mendidih, dan pekali pemindahan haba meningkat sehingga 185%. Dalam kes keadaan yang mengandungi minyak, kesan buih logam untuk menguatkan pemindahan haba menjadi lemah; di bawah keadaan yang sama, berbanding dengan logam buih 5PPI, logam buih 10PPI boleh meningkatkan pekali pemindahan haba sehingga 0.6 kali ganda, dan saiz liang yang lebih kecil boleh meningkatkan pekali pemindahan haba mendidih aliran.
Kesan kadar aliran jisim dan kekeringan bendalir dua fasa pada penurunan tekanan pemeluwapan aliran dan pekali pemindahan haba telah dianalisis secara menyeluruh. Keputusan menunjukkan bahawa kejatuhan tekanan tiub buih logam anulus yang dipenuhi dinding dalam adalah jauh lebih besar daripada tiub cahaya, dan penurunan tekanan meningkat dengan cepat dan tidak linear dengan peningkatan kadar aliran jisim dan kekeringan. Pekali pemindahan haba pemeluwapan tiub buih logam anulus yang dipenuhi dinding dalam adalah lebih besar daripada tiub cahaya, dan pekali pemindahan haba meningkat dengan peningkatan kadar aliran jisim dan kekeringan, dan pekali pemindahan haba pemeluwapan aliran jenis tiub bertetulang ini adalah kira-kira dua kali lebih banyak daripada tiub cahaya. Oleh kerana kesan kapilarinya adalah jelas, ketumpatan liang tiub bertetulang 130PPI adalah kesan terbaik, untuk tiub cahaya 3.06 kali, tiub 40PPI terutamanya serupa dengan struktur tiub bergaris rendah sebagai cara pengukuhan.
Dalam penukar haba padat,buih logamboleh digunakan sepenuhnya untuk mengukuhkan peranan pemindahan haba, tetapi kajian menunjukkan bahawa ciri-ciri rintangan pertumbuhan logam buih juga sangat penting, keperluan untuk prestasi komprehensif untuk menilai penggunaan logam buih dalam penukar haba padat. Di samping itu, dengan kehadiran pelincir yang mengandungi minyak, logam buih boleh membawa kepada kemerosotan pemindahan haba, dan pemindahan haba yang dipertingkatkan buih logam untuk pemindahan haba perubahan fasa penyejuk perlu dipertimbangkan berdasarkan kesan pelincir.