2016年2月4
在当今世界,冷却是一个非常重要的过程。未来所面临的挑战进行冷却,不是对气候有害,并促进自然资源的保护。Stefan Seelecke和安德烈亚斯Schutze教授萨尔州大学使用使用形状记忆合金的冷却系统,也称为“人造肌肉”或“金属肌肉。
合作研究人员驻波鸿,他们正在开发一种新型冷却过程镍“肌肉”用于冷热的转移。测试提供了结果被用来形成一个原型冷却回路,用来增加冷却过程效率。在过去的三年里,该项目已由德国研究基金会(DFG)。脱硫已同意释放500000欧元的额外资金,提高项目总资金为950000欧元。
冷却发生在世界各地。冰箱是24/7,办公室被空调、冷却和电脑和汽车平稳地运行,因为冷却系统。人口增长和气候变化增加冷却的需求。然而,更多的冷却系统不仅意味着更多的支出,而且耗电量的增加。这将导致更大的温室气体排放到环境中,和一个加速全球暖化效应。
环境友好型冷却方法开发了工程师Stefan Seelecke和安德烈亚斯Schutze及其研究小组,合作鲁尔大学的材料科学家冈瑟Eggeler和Jan夫兰泽尔波鸿。正在开发过程不使用environment-harming制冷剂,并消耗更少的能量比现有的冷却技术。
在我们的系统中,形状记忆合金(sma)是用来去除热量。形状记忆意味着电线或表由镍钛合金制成有一定能力记住原来的形状:如果他们进行变形,他们会回到他们的形状。所以他们能够紧张和flex像肌肉。他们吸收和释放热量,当他们这样做,是我们利用来实现冷却。
Stefan Seelecke教授智能材料系统,萨尔州大学
晶格结构的镍钛丝或负债变动产生应变材料当线或表内拉张力,或者变形。这种晶体结构的改变,称为相变,形状记忆合金升温。强调样本经验相当大的冷却,温度低于环境温度20度时,样品到达后可以放松环境温度水平。
的基本思想是将热量从一个空间——像冰箱的内部,通过允许一个预应力,超级弹性形状记忆材料松弛,从而显著降温。在这一过程中热了然后被释放出来的外部环境。然后公司在SMA环境,从而提高其温度,循环再次开始。
Stefan Seelecke教授智能材料系统,萨尔州大学
萨尔州大学的研究人员和机电一体化和自动化技术中心在萨尔布吕肯(ZeMA)进行建模和实验研究。他们已经表明,这种冷却方法是可行的,并且可以实际使用。他们雇了一个模型系统优化冷却过程效率,通过检查材料变形量等因素进行实现一个特定的冷却温度,还是过程的有效性取决于冷却速度,冷却缓慢或快速冷却。为了精确分析加热阶段和冷却阶段,利用热成像相机。
我们目前使用这些结果来构造一个优化的空气冷却系统原型。我们正在创造一个冷却循环热空气通过一个旋转的一侧束形状记忆电线。使用多个连接,以提高冷却能力。包被机械地强调一边旋转,从而加热SMA电线,因为它旋转进一步SMA放松和冷却。空气冷却是引导过去冷线包,因此冷却邻近空间。
测量技术实验室,ZeMA Schutze教授
目前,该集团的工程师正在微调优化效率的方法。
进一步优化冷却过程将包括所有组件建模阶段,然后提炼这些模型通过比较预测与实验结果。的数据建模和实验工作应该允许我们确定旋转的理想数量的形状记忆电线线包以及最优的速度旋转。
Stefan Seelecke教授智能材料系统,萨尔州大学