首頁>Club>
3
回覆列表
  • 1 # 使用者5208810032108

    扭熱製冷原理:基於橡膠纖維的“扭熱製冷”優勢是體積小。其所需的體積僅為彈熱製冷的七分之二,而獲得的降溫幾乎相同。將橡膠纖維安裝在盛有水的塑膠管狀容器中,使用該“扭熱製冷”技術,橡膠的整體平均降溫為11.3攝氏度,製冷能量密度為19.4 J/g。這幾乎接近於彈熱製冷達到的降溫:拉長7倍的橡膠釋放後降溫為12.2攝氏度,製冷能量密度為21.6 J/g。更為重要的是,該“扭熱製冷”方案的效率要遠高於彈熱製冷,其相同做功下產生的製冷能量超過彈熱製冷的2倍,“扭熱製冷”的卡諾效率可達67%。

    “扭熱製冷”技術也適用於剛性高分子纖維和鎳鈦合金。研究人員介紹,橡膠作為扭熱製冷材料,尚存在許多機遇與挑戰。比如它比較軟,需要捻很多圈才能獲得比較明顯的降溫;另外傳熱速度比較慢,還需要考慮材料的反覆使用、耐久性等問題。因此該研究團隊探索了其他的“扭熱製冷”材料。研究人員先將這些剛性高分子纖維加捻並形成螺旋結構。這些螺旋結構的高分子纖維也曾被用來製備強勁的“人工肌肉”。

    拉伸該螺旋可產生升溫,螺旋縮回後溫度降低。使用這種技術,聚乙烯編織線可以產生5.1攝氏度的降溫,而直接拉伸或釋放編織線幾乎觀察不到溫度變化(小於0.1攝氏度)。該聚乙烯纖維的“扭熱製冷”的原理是螺旋收縮過程中,螺旋內部捻度降低,這導致了纖維中的馬氏體轉變成奧氏體,從而導致能量的變化。這些比較堅硬的材料,比橡膠纖維更為耐久。而且在形變很小的情況下,相同形變下的降溫比橡膠的要大。當然這些新的發現還處於萌芽階段,距離真正使用還很遠,尚需要科研人員對材料進行更多、更充分的研發。

    使用鎳鈦合金絲進行“扭熱製冷”,加入比較低的捻度,就獲得了比較好的降溫;此外,鎳鈦合金絲的傳熱比較快,用來進行製冷也可以獲得比較快的速度。 將四根鎳鈦合金絲放在一起加捻,解捻後最大降溫點可以獲得20.8攝氏度的降溫,整體平均降溫也可以達到18.2攝氏度。這要略高於使用“彈熱製冷”技術獲得的降溫(17.0攝氏度)。一個製冷週期,大概只有30秒左右。

    使用“反向螺旋”結構可獲得“反扭熱製冷”效應。將纖維加捻後繞成螺旋,如果纖維的加捻方向與製備的螺旋方向相反,可以製成“反向螺旋”。與常規的“扭熱製冷”效應不同,這種“反向螺旋”結構的橡膠彈性體和魚線,在拉伸下會降溫,這種新奇的現象稱為“反扭熱製冷”效應。

    經過研究,這種“反扭熱製冷”效應的原理是,“反向螺旋”拉伸後會導致纖維內部捻度降低。這與“扭熱製冷”恰好相反。在“扭熱製冷”效應中,加捻方向與螺旋方向相同,拉伸會導致纖維內部捻度增加。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 喜酸性土壤的花卉名稱大全?