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Flujo y transferencia de calor a través de una espuma metálica de celda abierta

10/07/2020

aluminum foam open cell

Sin embargo, su uso permite una reducción sustancial del tamaño físico y los costes de fabricación. La mayoría de los compra venta automoviles modelos de estos materiales utilizan estructuras idealizadas y periódicas o propiedades macroscópicas promediadas.

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El polvo de aluminio de partida tal como se recibió del proveedor consistía en una fase de aluminio; La capa fina de alúmina no se detectó mediante análisis XRD, probablemente porque esta cantidad de alúmina estaba por debajo del error de la medición XRD o también podría haber estado en estado amorfo. La mayor cantidad de óxido de aluminio después del procesamiento térmico en aire a 750 ° C fue ~ 20,2% en peso de α-Al2O3 y ~ 2,4% en peso de γ-Al2O3. 3b a la derecha consistiera principalmente en las cáscaras de óxido de las antiguas partículas de polvo de aluminio.

Mecánico

Aunque no es experimentalmente complejo, este método no se ha utilizado en nuestros experimentos, ya que no es esencial para producir una espuma y requiere un control de presión algo más preciso para garantizar que la porosidad de escamas finas en la propia preforma no se infiltre. Tian y col. enumeró varios criterios para evaluar una espuma en un intercambiador de calor. Los coeficientes de intercambio están cerca de las camas y la bola y muy por encima de las palas. En el método del polvo, se utilizan «soportes espaciales»; como sugiere su nombre, ocupan los espacios porosos y los canales. En los procesos de fundición, la espuma se funde con un esqueleto de espuma de poliuretano de celda abierta.

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Incorpora las propiedades de la matriz y el material de cambio de fase en un material homogeneizado. Se investigó experimentalmente una estructura tipo sándwich con y sin parafina bajo carga térmica constante. Composición de fase del polvo tal como se recibió y las espumas de aluminio procesadas térmicamente durante 3 ha 750 ° C en aire y a 750–900 ° C en Ar.

Aplicaciones Típicas

A partir de las imágenes SEM de espumas procesadas térmicamente durante 3 h en Ar a 750–850 ° C (Figura 4d-l) se observó que el aumento de la temperatura mejoró la fusión de las partículas de polvo. Los poros dentro de los puntales todavía existían; sin embargo, las partículas de polvo formaron aglomeraciones de polvos fundidos con menos poros en los puntales con el aumento de la temperatura de procesamiento térmico. Sin embargo, hubo una deformación obvia de la forma del puntal / estructura del puntal kefir a 850 ° C. Condiciones de procesamiento térmico para el quemado de ligantes y poliuretano y procesamiento térmico de las espumas de aluminio de celda abierta. En Goodall y Mortensen14 se introduce un método para controlar el tamaño y la forma de los poros más de lo que es posible usando granos individuales de NaCl. En este método, se mezcla polvo fino de NaCl con un aglutinante, luego se le da la forma deseada antes de utilizar un tratamiento térmico para eliminar térmicamente el aglutinante.

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Una vez que se han mezclado los polvos metálicos (por ejemplo, aluminio) y el agente espumante (por ejemplo, TiH2), se comprimen en un precursor sólido compacto, que puede estar disponible en forma de tocho, hoja o alambre. La producción de precursores puede realizarse mediante costumbres.net una combinación de procesos de formación de materiales, como prensado de polvo, extrusión (directa o conformada) y laminado plano. Las espumas metálicas se utilizan en intercambiadores de calor compactos para aumentar la transferencia de calor a costa de una presión reducida.

Espuma de metal

Los hallazgos numéricos de las simulaciones muestran que el modelo computacional desarrollado con COMSOL Multiphysics® es efectivo para modelar el proceso de transferencia de calor conjugado a través de la espuma de aluminio de celda abierta tridimensional. Además, los resultados computacionales demuestran que la transferencia de energía del intercambiador se mejora aprovechando la alta porosidad del material y la gran superficie específica. Se prepararon capas de cobertura unidas en un proceso pulvimetalúrgico y se generaron imágenes transversales de las estructuras con tomografía computarizada de rayos X. Sobre la base de los datos de la imagen, se derivó un modelo tridimensional muy detallado y se preparó para la simulación con la biblioteca FE adaptativa AMDiS. Se investigaron la conductividad térmica y el comportamiento térmico transitorio en la región de cambio de fase. Sobre la base de los resultados de las simulaciones altamente detalladas, se derivó un modelo reducido para su uso en software comercial de FE.

  • Las condiciones de procesamiento térmico y la atmósfera de procesamiento juegan un papel crítico en la formación de la microestructura, el contenido de fase, la porosidad, la conductividad térmica y las propiedades mecánicas.
  • Como representante principal de las espumas metálicas, la espuma de aluminio se ha convertido en un nuevo material de ingeniería con muchas aplicaciones únicas en los campos de la industria aeroespacial, automotriz, petroquímica, materiales de construcción, etc.
  • Las espumas de aluminio de celda abierta procesadas térmicamente en Ar a una temperatura de hasta 800 ° C poseen una estructura más densa, un nivel más bajo de porosidad del puntal y una mayor conductividad térmica y resistencia a la compresión.