Микро-теплообменник

редактировать

Микро-теплообменники, Микро-теплообменники, или микроструктурированные теплообменники являются теплообменниками, в котором (по меньшей мере, одна) жидкость течет в боковых ограничениях с типичными размерами менее 1 мм. Наиболее типичным таким ограничением являются микроканалы, которые представляют собой каналы с гидравлическим диаметром менее 1 мм. Микроканальные теплообменники могут быть изготовлены из металла, керамики,

Микроканальные теплообменники могут использоваться во многих областях, включая:

высокопроизводительные авиационные газотурбинные двигатели
тепловые насосы
воздух кондиционирование

Содержание

1 Предпосылки
2 Классификация микротеплообменников
3 См. также
4 Ссылки

Предпосылки

Исследование микромасштабных тепловых устройств мотивировано единственным корреляция фазового внутреннего потока для конвективной теплопередачи:

h = N uckd {\ displaystyle h = {\ mathit {Nu}} _ {c} {\ frac {k} {d}}}

{\ displaystyle h = {\ mathit {Nu}} _ {c} {\ гидроразрыв {k} {d}}}

Где $h {\ displaystyle h}$ $h$ - коэффициент теплопередачи, $N uc {\ displaystyle {\ mathit {Nu}} _ {c}}$ ${\ displaystyle {\ mathit {Nu}} _ {c}}$ - число Нуссельта, $k {\ displaystyle k}$ $k$ - теплопроводность жидкости и $d {\ displaystyle d}$ $d$ - гидравлический диаметр канала или воздуховода. Во внутренних ламинарных потоках число Нуссельта становится постоянным. Это результат, который можно получить аналитически: для случая постоянной температуры стенки $N uc = 3.657 {\ displaystyle {\ mathit {Nu}} _ {c} = 3.657}$ ${\ displaystyle {\ mathit {Nu}} _ { c} = 3.657}$ и для случая постоянного теплового потока $N uc = 4.364 {\ displaystyle {\ mathit {Nu}} _ {c} = 4.364}$ ${\ displaystyle {\ mathit {Nu}} _ {c} = 4.364}$ для круглых труб. Последнее значение увеличивается до 140/17 = 8,23 для плоских параллельных пластин. [2] Поскольку число Рейнольдса пропорционально гидравлическому диаметру, поток жидкости в каналах с небольшим гидравлическим диаметром будет преимущественно иметь ламинарный характер. Таким образом, эта корреляция указывает на то, что коэффициент теплопередачи увеличивается с уменьшением диаметра канала. Если гидравлический диаметр при принудительной конвекции составляет порядка десятков или сотен микрометров, должен получиться чрезвычайно высокий коэффициент теплопередачи.

Эта гипотеза была первоначально исследована Такерманом и Пизом. Их положительные результаты привели к дальнейшим исследованиям, от классических исследований одноканальной теплопередачи до более прикладных исследований параллельных микроканальных и микромасштабных пластинчато-ребристых теплообменников. Недавние исследования в этой области были сосредоточены на потенциале двухфазных потоков в микромасштабе.

Классификация микротеплообменников

Так же, как «обычные» или «макромасштабные» теплообменники, микротеплообменники имеют один, два или даже три потока жидкости. В случае одного потока текучей среды тепло может передаваться текучей среде (каждая из текучих сред может быть газом, жидкостью или многофазный поток ) от картриджей нагревателя с электрическим приводом или удаляется из жидкости элементами с электрическим приводом, такими как чиллеры Пельтье. В случае двух потоков текучей среды микротеплообменники обычно классифицируются по ориентации потоков текучей среды относительно друг друга как устройства с «поперечным потоком» или «противотоком ». Если химическая реакция протекает внутри микротеплообменника, последний также называется микрореактором.

См. Также

Разработка микропроцессов

Ссылки