Ο αφρός νικελίου είναι ένα πορώδες μεταλλικό υλικό με τρία - δομή πλέγματος διαστάσεων

Ο αφρός νικελίου είναι ένα πορώδες μεταλλικό υλικό με δομή τριών - διαστάσεων. Λόγω του υψηλού πορώδους του, της μεγάλης ειδικής επιφάνειας, της καλής θερμικής αγωγιμότητας, της εξαιρετικής μηχανικής αντοχής και της σταθερότητας των μετάλλων, παρουσιάζει μοναδικό δυναμικό εφαρμογής στα συστήματα αποθήκευσης θερμότητας με λιωμένο άλας, ειδικά στην ενίσχυση της μεταφοράς θερμότητας και στη βελτιστοποίηση της απόδοσης του συστήματος. Τα παρακάτω είναι οι κύριες οδηγίες εφαρμογής και τα τεχνικά πλεονεκτήματα:
I. Κύρια σενάρια εφαρμογής
1. Ενισχυμένη απόδοση μεταφοράς θερμότητας λιωμένου αλατιού
- Πρόβλημα: Η θερμική αγωγιμότητα του λιωμένου άλατος είναι χαμηλή (συνήθως 0,5-1 W/M · K), με αποτέλεσμα περιορισμένο ρυθμό αποθήκευσης/απελευθέρωσης θερμότητας.
- Λύση: Ο αφρός νικελίου είναι ενσωματωμένος σε λιωμένο άλας ως αποτελεσματικός θερμικός αγώγιμος σκελετός:
- Ο μεταλλικός σκελετός του (θερμική αγωγιμότητα νικελίου ≈ 90 W/m · k) σχηματίζει μια ταχεία διαδρομή αγωγιμότητας θερμότητας, βελτιώνοντας σημαντικά την ισοδύναμη θερμική αγωγιμότητα του σύνθετου υλικού (μπορεί να αυξηθεί κατά 3-10 φορές).
- Τα τρία - δομή δικτύου διαστάσεων αυξάνει την περιοχή επαφής του τετηγμένου άλατος και ενισχύει τη μεταφορά θερμότητας.

2. Υποστήριξη για σχήμα σύνθετης μεταβολής φάσης θερμικά υλικά αποθήκευσης (PCMS)
- Πρόβλημα: Στερεά - Τα υλικά αλλαγής υγρής φάσης (όπως το υψηλό - ροή τετηγμένου άλατος θερμοκρασίας) μετά την τήξη, απαιτώντας συσκευασία δοχείων και αργή μεταφορά θερμότητας.
- Λύση: διεισδύει τετηγμένο άλας στους πόρους του αφρού νικελίου για να σχηματίσει ένα σχήμα σύνθετου PCM:
- Η πορώδης δομή του αφρού νικελίου κλειδώνει το υγρό τετηγμένο άλας μέσω τριχοειδούς δύναμης για να αποφευχθεί η διαρροή.
- Ο μεταλλικός σκελετός επιταχύνει τη μεταφορά θερμότητας στο εσωτερικό του τετηγμένου άλατος και μειώνει τον χρόνο αλλαγής φάσης.
3. Μέση πλήρωσης σε δεξαμενές αποθήκευσης λιωμένου αλατιού/εναλλάκτες θερμότητας
- Πλήρωση μονάδων αφρού νικελίου στο κανάλι ροής των δεξαμενών αποθήκευσης θερμότητας ή των εναλλάκτη θερμότητας μπορούν:
- Αυξήστε τον βαθμό αναταραχής, καταστρέψτε το οριακό στρώμα του λυμένου άλατος και βελτιώστε τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας μεταφοράς.
- Επεκτείνετε τη διαδρομή ροής λιωμένου αλατιού και βελτιώστε την απόδοση ανταλλαγής θερμότητας.

2. Λεπτομερής εξήγηση των τεχνικών πλεονεκτημάτων
Χαρακτηριστικά κέρδη στο σύστημα θερμικής αποθήκευσης λιωμένου αλατιού
Το υψηλό πορώδες (85%-95%) επιτρέπει να εμποτιστούν μια μεγάλη ποσότητα τετηγμένου άλατος, διατηρώντας ταυτόχρονα τη δομική σταθερότητα. Η μεγάλη ειδική επιφάνεια επεκτείνει σημαντικά την περιοχή επαφής μεταξύ του λιωμένου άλατος και του μέσου μεταφοράς θερμότητας και ενισχύει τη μεταφορά θερμότητας.
Η εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα μεταφέρει ταχέως τη θερμότητα στο εσωτερικό του τετηγμένου άλατος, μειώνει τη θερμική διαστρωμάτωση και αυξάνει την αποθήκευση/απελευθέρωση θερμότητας.
Η υψηλή μηχανική αντοχή αντέχει υψηλή - θερμοκρασία λιωμένο άλας διάβρωση και θερμική τάση κύκλου για να αποφευχθεί η δομική κατάρρευση.
Υψηλή - Θερμοκρασία Η αντοχή στη διάβρωση Το νικέλιο έχει καλή σταθερότητα σε συμβατικά λιωμένα άλατα (όπως νιτρικά και χλωρίδια), επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής
(Οι ακαθαρσίες όπως τα θειικά άλατα πρέπει να ελέγχονται).

Iii. Προκλήσεις και στρατηγικές αντιμετώπισης
1.
- Κίνδυνος: Κάτω από το μακρύ - όρος υψηλής θερμοκρασίας, το τετηγμένο άλας (ειδικά όταν περιέχει ακαθαρσίες) μπορεί να διαβρώσει τη μήτρα νικελίου, με αποτέλεσμα τη δομική αποδυνάμωση.
- Λύση:
- Επιλέξτε Υψηλή - Τυλείο λιωμένο άλας (όπως ηλιακό αλάτι).
- Τροποποίηση επιφάνειας (όπως επικάλυψη al₂o₃) για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση.
- Ανάπτυξη αφρού κράματος νικελίου (όπως ni - cr) για να ενισχύσει την αντίσταση στη διάβρωση.
2. Έλεγχος κόστους
- Το κόστος του αφρού νικελίου είναι σχετικά υψηλό και το έντυπο αίτησης πρέπει να βελτιστοποιηθεί (όπως η χρήση του μόνο σε περιοχές ανταλλαγής θερμότητας ή η υιοθέτηση ενός σύνθετου σχεδιασμού κλίσης).

3. Σχεδιασμός ενσωμάτωσης συστήματος
- Η δομή πόρων (τιμή PPI), ο ρυθμός πλήρωσης και η διάταξη του αφρού νικελίου πρέπει να βελτιστοποιηθούν για να εξισορροπήσουν την πτώση της πίεσης και την απόδοση μεταφοράς θερμότητας.

Iv. Πρακτικές περιπτώσεις εφαρμογών
- Ηλιακή θερμική παραγωγή ενέργειας (CSP) Σύστημα αποθήκευσης θερμότητας: Ρυθμίστε ένα στρώμα πλήρωσης αφρού νικελίου στη δεξαμενή τετηγμένου άλατος για να βελτιωθεί η απόδοση παραγωγής ενέργειας τη νύχτα.
- Ανάκτηση βιομηχανικής απόβλητα: Χρησιμοποιήστε τις μονάδες PCM από αφρώδες νικέλιο/λιωμένο άλας για να ανακτήσετε υψηλή θερμοκρασία - θερμοκρασία καυσαερίων.
- πυρηνικό σύστημα ενέργειας: ως μέσο βελτίωσης της μεταφοράς θερμότητας σε αντιδραστήρες λιωμένου αλατιού, βελτιώνουν την απόδοση μεταφοράς ενέργειας.

V. μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης
1. Ανάπτυξη σύνθετου αφρού νικελίου επικάλυψης (όπως ni - al₂o₃, ni - sic) για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση.
2. Σχεδιασμός δομής πόρων: Βελτιστοποιήστε την κατανομή μεγέθους πόρων κατά μήκος της κατεύθυνσης μεταφοράς θερμότητας για να μειώσετε τις απώλειες πτώσης πίεσης.
3. Σε συνδυασμό με νανοφλυκιά: προσθέστε νανοσωματίδια (όπως τα νανοσωματίδια AL₂O₃) στο τετηγμένο άλας για περαιτέρω ενίσχυση της μεταφοράς θερμότητας με αφρό νικελίου.
Σύναψη
Ο αφρός νικελίου επιλύει αποτελεσματικά το πρόβλημα της συμφόρησης μεταφοράς θερμότητας στην αποθήκευση θερμότητας με λιωμένο άλας μέσω του μοναδικού τριών - Δίκτυο διαστάσεων θερμότητας και δομικής σταθερότητας. Παρά τις προκλήσεις του κόστους και της διάβρωσης, διαθέτει σαφείς προοπτικές εφαρμογής σε υψηλές - αποθήκευση θερμοκρασίας, ταχεία απόκριση και συμπαγή κατασκευή του συστήματος μέσω της βελτιστοποίησης υλικού και του σχεδιασμού του συστήματος και είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για σενάρια με αυστηρές απαιτήσεις για τα ποσοστά αποθήκευσης/απελευθέρωσης (όπως οι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και η θερμική διαχείριση της βιομηχανικής διαδικασίας). Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί στη βελτίωση της μακράς - όρου υψηλός - σταθερότητα θερμοκρασίας και οικονομία για την προώθηση των μεγάλων εφαρμογών κλίμακας -.