Métode penyejukan anu langkung éfisién, hemat energi, héjo, sareng portabel nyaéta arah eksplorasi anu teu aya watesna manusa.Anyar-anyar ieu, hiji artikel online dina jurnal Science ngalaporkeun strategi refrigerasi fléksibel anyar anu kapanggih ku tim panaliti gabungan élmuwan Cina sareng Amérika - "torsional heat refrigeration".Tim peneliti manggihan yén ngarobah pulas jero serat bisa ngahontal cooling.Alatan efisiensi refrigeration luhur, ukuranana leutik, sarta applicability kana sagala rupa bahan biasa, "kulkas panas twisted" dijieun dumasar kana téhnologi ieu ogé geus jadi ngajangjikeun.
Prestasi ieu asalna tina panalungtikan koperasi tim Profesor Liu Zunfeng ti Laboratorium Kunci Negara Biologi Kimia Kedokteran, Sakola Farmasi, sareng Laboratorium Kunci Polimér Fungsional Departemen Pendidikan Universitas Nankai, sareng tim Ray H. Baugman. , profésor Texas State University, Dallas Cabang, jeung Yang Shixian, Docent Universitas Nankai.
Ngan nurunkeun suhu sareng puterkeunana
Numutkeun data ti International Refrigeration Research Institute, konsumsi listrik AC sareng kulkas di dunya ayeuna nyababkeun sakitar 20% tina konsumsi listrik global.Prinsip refrigerasi komprési hawa anu seueur dianggo ayeuna umumna gaduh efisiensi Carnot kirang ti 60%, sareng gas-gas anu dileupaskeun ku prosés refrigerasi tradisional nyababkeun pamanasan global.Kalayan ngaronjatna paménta pikeun refrigerasi ku manusa, ngajalajah téori kulkas anyar sareng solusi pikeun ningkatkeun efisiensi kulkas, ngirangan biaya, sareng ngirangan ukuran alat pendingin parantos janten tugas anu penting.
Karét alam bakal ngahasilkeun panas nalika stretched, tapi hawa bakal turun sanggeus retraction.Fenomena ieu disebut "refrigerasi termal elastis", anu parantos kapanggih dina awal abad ka-19.Najan kitu, pikeun ngahontal éfék cooling alus, karét perlu pre stretched ka 6-7 kali panjang sorangan lajeng retracted.Ieu ngandung harti yén refrigeration merlukeun volume badag.Leuwih ti éta, efisiensi Carnot ayeuna "refrigeration termal" relatif low, biasana ngan ngeunaan 32%.
Ngaliwatan téhnologi "torsional cooling", peneliti stretched nu elastomer karét serat dua kali (100% galur), lajeng dibereskeun duanana tungtung na twisted ti hiji tungtung pikeun ngabentuk struktur Superhelix.Salajengna, untwisting gancang lumangsung, sarta suhu serat karét turun ku 15,5 darajat Celsius.
Hasil ieu langkung luhur tibatan éfék penyejukan anu ngagunakeun téknologi 'réfrigerasi termal elastis': karét anu manjang 7 kali langkung lami kontraksi sareng niiskeun dugi ka 12,2 darajat Celsius.Nanging, upami karétna dipulas sareng dipanjangkeun, teras dileupaskeun sakaligus, 'refrigerasi termal torsional' tiasa niiskeun dugi ka 16,4 darajat Celsius.Liu Zunfeng nyarios yén dina pangaruh pendinginan anu sami, volume karét tina 'refrigeration termal torsional' ngan ukur dua per tilu tina karét 'réfrigerasi termal elastis', sareng efisiensi Carnot na tiasa ngahontal 67%, langkung unggul tina prinsip hawa. refrigeration komprési.
Tali pancing sareng garis tékstil ogé tiasa tiis
Panaliti ngenalkeun yén masih aya seueur rohangan pikeun perbaikan karét salaku bahan "pendingin panas torsional".Contona, karét boga tékstur lemes sarta merlukeun loba twists pikeun ngahontal cooling signifikan.Laju mindahkeun panasna lambat, sareng masalah sapertos pamakean ulang sareng daya tahan bahan kedah diperhatoskeun.Ku alatan éta, ngajajah bahan "refrigeration torsional" lianna geus jadi arah narabas penting pikeun tim peneliti.
Narikna, kami mendakan yén skéma 'pendingin panas torsional' ogé tiasa dianggo pikeun mancing sareng garis tékstil.Saméméhna, jalma teu sadar yén bahan biasa ieu bisa dipaké pikeun cooling, "ceuk Liu Zunfeng.
Para panalungtik mimiti twisted serat polimér kaku ieu sarta ngawangun struktur hélik.Manjang héliks tiasa naékkeun suhu, tapi saatos narik héliks, suhuna turun.
Percobaan manggihan yén ngagunakeun téhnologi "panas torsional cooling", poliétilén braided kawat bisa ngahasilkeun serelek suhu 5,1 darajat Celsius, bari bahan langsung stretched tur dileupaskeun kalawan ampir euweuh parobahan suhu observasi.Prinsip 'pendinginan panas torsional' serat poliétilén jenis ieu nyaéta nalika prosés kontraksi manjang, pulas internal héliks turun, nyababkeun parobahan énergi.Liu Zunfeng ngomong yén bahan rélatif teuas ieu leuwih awét ti serat karét, sarta laju cooling ngaleuwihan karét sanajan stretched pisan pondok.
Panaliti ogé mendakan yén nerapkeun téknologi "pendingin panas torsional" kana alloy mémori bentuk nikel titanium kalayan kakuatan anu langkung luhur sareng transfer panas anu langkung gancang nyababkeun pagelaran pendinginan anu langkung saé, sareng ngan ukur pulas anu langkung handap anu diperyogikeun pikeun ngahontal éfék penyejukan anu langkung ageung.
Contona, ku twisting opat kawat alloy nikel titanium babarengan, nu serelek hawa maksimum sanggeus untwisting bisa ngahontal 20,8 darajat Celsius, sarta serelek hawa rata sakabéh ogé bisa ngahontal 18,2 darajat Celsius.Ieu rada leuwih luhur ti 17.0 darajat Celsius cooling kahontal ngagunakeun téhnologi 'réfrigerasi termal'.Hiji siklus refrigerasi ngan butuh 30 detik, "ceuk Liu Zunfeng.
Téknologi anyar tiasa dianggo dina kulkas ka hareup
Dumasar kana téknologi "réfrigerasi panas torsional", panalungtik nyiptakeun modél kulkas anu tiasa niiskeun cai anu ngalir.Aranjeunna ngagunakeun tilu kawat alloy nikel titanium salaku bahan cooling, puteran 0,87 révolusi per centimeter pikeun ngahontal cooling 7,7 darajat Celsius.
Panemuan ieu masih jauh sateuacan komersialisasi 'kulkas panas twisted', kalayan kasempetan sareng tantangan, ”saur Ray Bowman.Liu Zunfeng percaya yén téhnologi refrigeration anyar kapanggih dina ulikan ieu geus dimekarkeun sektor anyar dina widang refrigeration.Bakal nyadiakeun cara anyar pikeun ngurangan konsumsi énergi dina widang refrigeration.
fenomena husus sejen dina "refrigeration panas torsional" éta bagian béda tina serat némbongkeun hawa béda, nu disababkeun ku sebaran périodik tina héliks dihasilkeun ku twisting serat sapanjang arah panjang serat.Para panalungtik coated beungeut nikel titanium kawat alloy kalawan Thermochromism palapis sangkan "torsional cooling" serat ngarobah warna.Salila prosés twisting na untwisting, serat ngalaman parobahan warna malik.Ieu bisa dipaké salaku tipe anyar unsur sensing pikeun pangukuran optik jauh pulas serat.Contona, ku observasi parobahan warna ku mata taranjang, hiji bisa nyaho sabaraha révolusi bahan geus dijieun di kajauhan, nu mangrupakeun sensor basajan pisan."Liu Zunfeng ngomong yén dumasar kana prinsip" torsional cooling panas ", sababaraha serat ogé bisa dipaké pikeun kelir calakan ngarobah fabrics.
waktos pos: Jul-13-2023