日突破新型熱管技術
當前多國重視能源效率與環保理念,每一個創新都可能是解決巨大難題的關鍵。日本名古屋大學科學家研製出一種新型環形熱管(LHP),能在無電力驅動的情況下,將高達十千瓦的熱量傳輸二點五米,實現了迄今世界上最大規模的非電力熱運輸。研究團隊指出,這種LHP在工業廢熱回收、太陽能熱利用、電動汽車熱管理,以及資料中心冷卻等多個領域具有廣闊的應用前景。
LHP廣泛應用於電動汽車、氣象衛星和家用電器等。研究團隊指出,在LHP內部,工作流體和被稱為芯的多孔材料協同作用,實現熱量長距離高效傳輸。芯通過毛細作用將工作流體抽吸至其表面。當熱量到達蒸發器上時,芯表面的流體吸收熱量並變成蒸汽。蒸汽隨後進入冷凝器,釋放熱量並冷凝成液體狀態。液體再返回補償室,與芯接觸後被重新拉回其表面,繼續迴圈冷卻過程。
研究團隊表示, LHP在傳統熱管的基礎上發展而來,它繼承了傳統熱管的優點,同時克服傳統熱管的固有缺陷和不足。LHP與傳統熱管最顯著的區別為毛細結構的局部化設置,它只在蒸發器吸熱區域佈置毛細芯,將傳統熱管毛細芯的毛細抽吸功能與液體迴流功能分離。
研究負責人長野方星教授指出,他們通過優化設計方案,使LHP更薄、更長、更寬,同時保持高質量的多孔性能,顯著增強了LHP芯的功能。此外,他們還通過縮小蒸汽逸出通道並在側面增加額外通道,提高了設施的熱傳輸能力。
經過多輪測試,目前測試結果顯示,與先前開發的性能最優的LHP相比,新LHP的尺寸減小了百分之十八,熱傳輸能力提高了一點六倍,熱傳輸效率提高了四倍。這種設計充分利用芯產生的毛細作用,在沒有電力的情況下,將廢熱輸送了二點五米的距離,創造了非電力熱傳輸的世界紀錄。
研究團隊稱,展望未來,或許科技創新將成為解決能源壓力和環境問題的關鍵。這項熱管技術的成功不僅是一小步的科研進展,更象徵着能源轉型和效率提升中的一大步。太陽能熱利用領域也將從中獲益,傳統太陽能集熱系統常常面對熱傳輸效率低下的問題,而新型環形熱管有望提升整體系統效率,降低成本,促進太陽能技術的更廣泛應用。另外,在電動汽車熱管理方面,電池系統的高效散熱是保證安全和性能的關鍵。使用新型熱管技術,車輛在行駛過程中不再依賴額外電力即可實現有效的熱管理,這可能大大延長電動汽車的續航里程,同時提升安全性。
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