Eng méi effizient, energiespuerend, gréng a portabel Killmethod ass d'Richtung vun der mënschlecher onermiddlecher Exploratioun.Viru kuerzem huet en Online-Artikel an der Zäitschrëft Science iwwer eng nei flexibel Refrigeratiounsstrategie gemellt, déi vun engem gemeinsame Fuerschungsteam vu chinesesche an amerikanesche Wëssenschaftler entdeckt gouf - "torsional Hëtzt Refrigeration".D'Fuerschungsteam huet erausfonnt datt d'Verännerung vun der Twist an de Faseren Ofkillung erreechen kann.Wéinst méi héijer Kälteeffizienz, méi kleng Gréisst, an Uwendung fir verschidde gewéinlech Materialien, ass de "verdréinen Hëtzt Frigo", deen op dëser Technologie baséiert, och villverspriechend ginn.
Dës Erreeche kënnt aus der kooperativer Fuerschung vum Professer Liu Zunfeng Team vum State Key Laboratory of Medicinal Chemistry Biology, School of Pharmacy, an dem Key Laboratory of Functional Polymer vum Ministère fir Erzéiung vun der Nankai University, an dem Team vum Ray H. Baugman , Professer vun der Texas State University, Dallas Branch, a Yang Shixian, Docent vun der Nankai University.
Just d'Temperatur erofsetzen an et verdréien
Laut Daten vum International Refrigeration Research Institute, stellt de Stroumverbrauch vu Klimaanlagen a Frigoen op der Welt am Moment ongeféier 20% vum weltwäite Stroumverbrauch aus.De wäit benotzte Prinzip vun der Loftkompressiounskillung hautdesdaags huet allgemeng eng Carnot-Effizienz vu manner wéi 60%, an d'Gaser, déi duerch traditionelle Kälteprozesser entlooss ginn, verschäerfen d'global Erwiermung.Mat der wuessender Nofro fir Frigoen vu Mënschen, nei Kältetheorien a Léisungen z'erklären fir d'Kälteeffizienz weider ze verbesseren, d'Käschten ze reduzéieren an d'Gréisst vun de Kälteausrüstung ze reduzéieren ass eng dréngend Aufgab ginn.
Natierlech Gummi wäert Hëtzt generéieren wann se gestreckt ginn, awer d'Temperatur wäert erofgoen nom Réckzuch.Dëse Phänomen nennt een "elastesch thermesch Kälte", déi schonn am fréien 19. Joerhonnert entdeckt gouf.Wéi och ëmmer, fir e gudden Ofkillungseffekt z'erreechen, muss de Gummi op 6-7 Mol seng eegen Längt virgestreckt ginn an duerno zréckgezunn ginn.Dëst bedeit datt d'Kälte e grousse Volumen erfuerdert.Ausserdeem ass déi aktuell Carnot Effizienz vun der "thermescher Kälte" relativ niddereg, normalerweis nëmmen ongeféier 32%.
Duerch d'Technologie "Torsionkühlen" hunn d'Fuerscher de fibrous Gummi-Elastomer zweemol gestreckt (100% Belaaschtung), duerno béid Enden fixéiert an et vun engem Enn verdreift fir eng Superhelix Struktur ze bilden.Duerno ass eng séier Untwisting geschitt, an d'Temperatur vun de Gummifaser ass ëm 15,5 Grad Celsius erofgaang.
Dëst Resultat ass méi héich wéi de Killeffekt mat der "elastescher thermescher Kältetechnologie": de Gummi, dee 7 Mol méi laang ausgestreckt gëtt, kontrakéiert sech a killt op 12,2 Grad Celsius of.Wéi och ëmmer, wann de Gummi verdreift a verlängert gëtt, a gläichzäiteg fräigelooss gëtt, kann d'"torsionsthermesch Frigo" op 16,4 Grad Celsius ofkillen.De Liu Zunfeng sot, datt ënner dem selwechte Killeffekt de Gummivolumen vun der "torsionaler thermescher Kälte" nëmmen zwee Drëttel vun deem vum "elastesche thermesche Kälte" Gummi ass, a seng Carnot Effizienz kann 67% erreechen, wäit iwwer de Prinzip vun der Loft. Kompressioun Frigoen.
Fëschlinn an Textillinn kënnen och ofkillt ginn
D'Fuerscher hunn agefouert datt et nach ëmmer vill Plaz fir Verbesserung am Gummi als "torsional Hëtzt-Kältematerial" ass.Zum Beispill, Gummi huet eng mëll Textur a verlaangt vill Twists bedeitend Ofkillung ze erreechen.Seng Wärmetransfergeschwindegkeet ass lues, an Theme wéi widderholl Benotzung an Haltbarkeet vum Material musse berücksichtegt ginn.Dofir ass d'Erfuerschung vun anere "torsionale Frigoen" Materialien eng wichteg Duerchbrochrichtung fir d'Fuerschungsteam ginn.
Interessanterweis hu mir erausfonnt datt de Schema "torsionsheat cooling" och applicabel ass fir Fëschereien an Textillinnen.Virdrun hunn d'Leit net gemierkt datt dës gewéinlech Materialien fir Ofkillung kënne benotzt ginn, "sot de Liu Zunfeng.
D'Fuerscher hunn fir d'éischt dës steife Polymerfaser verdreift an eng helical Struktur geformt.D'Stretching vun der Helix kann d'Temperatur erhéijen, awer nom Réckzuch vun der Helix fällt d'Temperatur erof.
D'Experiment huet festgestallt datt d'Technologie vun der "Torsiounswärmkühlung" benotzt, Polyethylen-gefleckt Drot kann en Temperaturfall vu 5,1 Grad Celsius generéieren, während d'Material direkt gestreckt a fräigelooss gëtt mat bal keng Temperaturännerung observéiert.De Prinzip vun der "torsional Hëtzt Ofkillung" vun dëser Zort vun Polyethylen Léngen ass, datt während der Stretching Kontraktioun Prozess, déi intern Twist vun der Helix reduzéiert, féiert zu Ännerungen an Energie.Liu Zunfeng sot, datt dës relativ haart Materialien méi haltbar si wéi Gummifaseren, an d'Ofkillungsquote iwwerschreift dee vu Gummi och wann se ganz kuerz gestreckt sinn.
D'Fuerscher hunn och festgestallt datt d'Applikatioun vun der "Torsioun Wärmekillung" Technologie op Nickel Titan Form Memory Legierungen mat méi héijer Kraaft a méi séier Wärmetransfer zu enger besserer Ofkillleistung resultéiert, an nëmmen e méi nidderegen Twist ass erfuerderlech fir e gréissere Killeffekt z'erreechen.
Zum Beispill, andeems Dir véier Nickel-Titan-Legierungsdrähten zesummen verdreift, kann de maximalen Temperaturfall nom Ofdreiwung 20,8 Grad Celsius erreechen, an de Gesamtduerchschnëttstemperaturfall kann och 18,2 Grad Celsius erreechen.Dëst ass liicht méi héich wéi déi 17,0 Grad Celsius Ofkillung, déi mat der "thermescher Kälte" Technologie erreecht gëtt.Ee Kältezyklus dauert just ongeféier 30 Sekonnen, "sot de Liu Zunfeng.
Nei Technologie kann an de Frigoen an Zukunft benotzt ginn
Baséierend op der Technologie "Torsioun Wärmekillung" hunn d'Fuerscher e Frigomodell erstallt deen fléissend Waasser ka killen.Si hunn dräi Nickel-Titan-Legierungsdrähte als Ofkillmaterial benotzt, déi 0,87 Revolutiounen pro Zentimeter rotéieren fir eng Ofkillung vu 7,7 Grad Celsius z'erreechen.
Dës Entdeckung huet nach e laange Wee virun der Kommerzialiséierung vun 'verdreift Hëtzt Frigoen', mat Méiglechkeeten an Erausfuerderungen, "sot de Ray Bowman.Liu Zunfeng mengt datt déi nei Kältetechnologie, déi an dëser Etude entdeckt gouf, en neie Secteur am Kältefeld erweidert huet.Et wäert en neie Wee ubidden fir den Energieverbrauch am Kältefeld ze reduzéieren.
En anere spezielle Phänomen an der "Torsiounswärmkühlung" ass datt verschidden Deeler vun der Faser verschidden Temperaturen weisen, wat duerch d'periodesch Verdeelung vun der Helix verursaacht gëtt, déi duerch d'Verdreiwung vun der Faser laanscht d'Faserlängtrichtung entsteet.D'Fuerscher hunn d'Uewerfläch vum Nickel-Titan-Legierung Drot mat Thermochromismus Beschichtung beschichtet fir "torsionkühlend" Faarfverännerungsfaser ze maachen.Wärend dem Twist- an Untwisting-Prozess ënnerleien d'Faser reversibel Faarfännerungen.Et kann als nei Zort Sensing Element fir Fernoptesch Messung vun der Faser Twist benotzt ginn.Zum Beispill, andeems Dir Faarfännerungen mat bloussem A beobachtet, kann ee wëssen, wéi vill Revolutiounen d'Material an der Distanz gemaach huet, wat e ganz einfache Sensor ass."Liu Zunfeng sot, datt op Basis vum Prinzip vun" Torsioun Hëtzt Killmëttel ", e puer Faseren kann och fir intelligent Faarf änneren Stoffer benotzt ginn.
Post Zäit: Jul-13-2023