Hozte-metodo eraginkorragoa, energia aurrezteko, berde eta eramangarriagoa gizakiaren esplorazio etengabearen norabidea da.Duela gutxi, Science aldizkarian sareko artikulu batek Txinako eta Estatu Batuetako zientzialariek osatutako ikerketa talde bateratu batek aurkitutako hozte-estrategia malgu berri baten berri eman zuen: "tortsional heat hozte".Ikerketa-taldeak aurkitu zuen zuntzen barruko bihurdura aldatzeak hoztea lor dezakeela.Hozte-eraginkortasun handiagoa, tamaina txikiagoa eta hainbat material arruntetarako erabilgarritasuna dela eta, teknologia honetan oinarrituta egindako "bero bihurritutako hozkailua" ere itxaropentsu bihurtu da.
Lorpen hau Nankai Unibertsitateko Hezkuntza Ministerioko Polimero Funtzionalen Laborategi Nagusiko Kimika Biologiako Estatuko Giltza Laborategiko eta Ray H. Baugman-en Liu Zunfeng irakaslearen taldearen ikerketa kooperatibotik dator. , Texas State Universityko irakaslea, Dallas Branch-eko irakaslea eta Yang Shixian, Nankai Unibertsitateko Docenta.
Besterik gabe, tenperatura jaitsi eta bihurritu
Hozkailuaren Nazioarteko Ikerketa Institutuaren datuen arabera, munduko aire girotzaileen eta hozkailuen elektrizitate-kontsumoa gaur egun munduko elektrizitate-kontsumoaren %20 inguru da.Gaur egun, oso erabilia den aire-konpresioaren hozte-printzipioak, oro har, %60 baino gutxiagoko Carnot-en eraginkortasuna du, eta hozte-prozesu tradizionalek askatzen dituzten gasek berotze globala areagotzen dute.Gizakien hozte-eskaria gero eta handiagoa denez, hozte-teoria eta irtenbide berriak arakatzea hozte-efizientzia gehiago hobetzeko, kostuak murrizteko eta hozte-ekipoen tamaina murrizteko premiazko zeregina bihurtu da.
Kautxu naturalak beroa sortuko du luzatzen denean, baina erretrakzioan tenperatura jaitsi egingo da.Fenomeno horri “hozte termiko elastikoa” deitzen zaio, eta XIX.Hala ere, hozte-efektu ona lortzeko, goma aldez aurretik luzatu behar da bere luzera 6-7 aldiz luzatu eta gero erretiratu.Horrek esan nahi du hozteak bolumen handia behar duela.Gainera, egungo Carnot-en "hozte termikoaren" eraginkortasuna nahiko baxua da, normalean % 32 inguru baino ez.
"Torsio-hozte" teknologiaren bidez, ikertzaileek bi aldiz luzatu zuten zuntz-elastomeroa (% 100eko tentsioa), ondoren bi muturrak finkatu eta mutur batetik bihurritu zituzten Superhelix egitura bat osatzeko.Ondoren, bizkortze azkarra gertatu zen, eta gomazko zuntzen tenperatura 15,5 gradu Celsius jaitsi zen.
Emaitza hau hozte-efektua baino handiagoa da 'hozte termiko elastikoa' teknologia erabiliz: 7 aldiz luzatzen den kautxua uzkurtu egiten da eta 12,2 gradu Celsius-ra hozten da.Hala ere, kautxua bihurritu eta hedatzen bada, eta gero aldi berean askatzen bada, "torsiozko hozte termikoa" 16,4 gradu Celsius arte hoztu daiteke.Liu Zunfeng-ek esan zuen hozte-efektu beraren pean, "torsiozko hozte termikoaren" kautxuaren bolumena "hozte termiko elastiko" kautxuaren bi heren baino ez dela eta bere Carnot-en eraginkortasuna % 67ra irits daiteke, airearen printzipioaren urrun. konpresio hoztea.
Arrantza-lerroa eta ehun-lerroa ere hoztu daitezke
Ikertzaileek adierazi dutenez, oraindik ere hobetu daitekeela kautxua "torsiozko bero-hozte" material gisa.Adibidez, kautxuak ehundura biguna du eta bira asko behar ditu hozte garrantzitsua lortzeko.Bere bero-transferentzia abiadura motela da, eta materialaren erabilera errepikakorra eta iraunkortasuna bezalako gaiak kontuan hartu behar dira.Hori dela eta, beste "torsiozko hozte" materialak aztertzea ikerketa-taldearentzat aurrerapauso garrantzitsua bihurtu da.
Interesgarria denez, aurkitu dugu "torsiozko bero-hozte" eskema arrantzarako eta ehungintzarako lerroetan ere aplikagarria dela.Aurretik, jendea ez zen konturatzen material arrunt horiek hozteko erabil zitezkeela ", esan zuen Liu Zunfengek.
Ikertzaileek polimero zuntz zurrun horiek bihurritu zituzten lehenik eta helikoide egitura bat osatu zuten.Helizea luzatzeak tenperatura igo dezake, baina helizea atzera egin ondoren, tenperatura jaitsi egiten da.
Esperimentuak aurkitu zuen "torsiozko bero-hozte" teknologia erabiliz, polietilenozko txirikordatutako hariak 5,1 gradu Celsius-ko tenperatura jaitsiera sor dezakeela, materiala zuzenean luzatu eta askatzen den bitartean ia tenperatura aldaketarik ikusi gabe.Polietilenozko zuntz mota honen 'tortsio-bero-hoztearen' printzipioa da luzatze-kontrakzio-prozesuan zehar, helizearen barne-bihurketa gutxitzen dela, energia-aldaketak eraginez.Liu Zunfeng-ek esan zuen material nahiko gogor hauek gomazko zuntzak baino iraunkorragoak direla eta hozte-tasa kautxuarena gainditzen duela oso labur luzatuta ere.
Ikertzaileek ere aurkitu dute "tortsional-bero-hozte" teknologia aplikatzeak indar handiagoko eta bero-transferentzia azkarrago duten nikel-titaniozko forma memoriako aleazioei hozte-errendimendu hobea lortzen duela, eta bira txikiagoa besterik ez dela behar hozte-efektu handiagoa lortzeko.
Esate baterako, nikel-titaniozko aleazioko lau hari elkarrekin bihurrituz, desbideratu ondoren tenperatura-jaitsiera maximoa 20,8 gradu Celsius izatera irits daiteke eta batez besteko tenperatura jaitsiera orokorra 18,2 gradu Celsius ere irits daiteke.Hau "hozte termikoa" teknologia erabiliz lortutako 17,0 gradu Celsius hoztea baino apur bat handiagoa da.Hozte-ziklo batek 30 segundo inguru behar ditu bakarrik ", esan zuen Liu Zunfeng-ek.
Teknologia berriak hozkailuetan erabil daitezke etorkizunean
"Torsiozko bero-hozte" teknologian oinarrituta, ura hoztu dezakeen hozkailu-eredu bat sortu dute ikertzaileek.Hozte-material gisa nikel-titaniozko aleazioko hiru hari erabili zituzten, zentimetroko 0,87 bira eginez 7,7 gradu Celsius-eko hozte bat lortzeko.
Aurkikuntza honek oraindik bide luzea du egiteko 'bero bihurritutako hozkailuak' merkaturatzeko, bai aukerak bai erronkak», esan zuen Ray Bowmanek.Liu Zunfeng-ek uste du ikerketa honetan aurkitutako hozte-teknologia berriak sektore berri bat zabaldu duela hozte-arloan.Hozte arloan energia-kontsumoa murrizteko bide berri bat eskainiko du.
"Tour-bero-hoztean" beste fenomeno berezi bat zuntzaren zati ezberdinek tenperatura desberdinak erakusten dituztela da, zuntza zuntzaren luzeraren norabidean zehar birakatzeak sortzen duen helizearen aldizkako banaketaren ondorioz.Ikertzaileek nikel-titaniozko aleazioko alanbrearen gainazala Thermochromism estaldurarekin estali zuten, "torsio-hozte" kolorea aldatzeko zuntz egiteko.Bihurritze- eta desbideratze-prozesuan zehar, zuntzak kolore-aldaketa itzulgarriak jasaten ditu.Zuntz-bihurritzaren urruneko neurketa optikorako elementu sentsore mota berri gisa erabil daiteke.Adibidez, kolore aldaketak begi hutsez ikusiz, materialak urrunean zenbat bira egin dituen jakin daiteke, sentsore oso sinplea baita."Liu Zunfeng-ek esan zuen" tortsiozko bero-hoztearen "printzipioan oinarrituta, zuntz batzuk kolorez aldatzeko ehun adimentsuetarako ere erabil daitezkeela.
Argitalpenaren ordua: 2023-uzt-13