Nikkel froðu er porous málmefni með þriggja - víddar möskva uppbyggingu

Nikkel froðu er porous málmefni með þriggja - víddar möskva uppbyggingu. Vegna mikillar porosity þess, stórs sértæks yfirborðs, góðrar hitaleiðni, framúrskarandi vélræns styrks og stöðugleika málms, sýnir það einstaka notkunarmöguleika í bráðnu salthitageymslukerfi, sérstaklega til að auka hitaflutning og hámarks afköst kerfisins. Eftirfarandi eru aðal umsóknarleiðbeiningar þess og tæknilegir kostir:
I. Kjarnaumsóknir
1.
- Vandamál: Hitaleiðni bráðnu salts er lítið (venjulega 0,5-1 W/m · K), sem leiðir til takmarkaðs hitageymslu/losunarhraða.
- Lausn: Nikkel froðu er fellt inn í bráðið salt sem skilvirkt hitaleiðandi beinagrind:
- málm beinagrind þess (nikkel hitaleiðni ≈ 90 W/m · k) myndar hratt hitaleiðsluleið og bætir verulega jafngildan hitaleiðni samsettu efnisins (er hægt að auka um 3-10 sinnum).
- þrír - víddarskipulagið eykur snertifletið á bráðnu salti og eykur convective hitaflutning.

2.
- Vandamál: SOLID - vökvafasbreytingarefni (svo sem hátt - Hitastig bráðnað salt) rennur eftir bráðnun, sem krefst umbúða íláts og hæga hitaflutning.
- Lausn: síast inn í bráðið salt í svitahola nikkel froðu til að mynda lagaða samsettan PCM:
- Porous uppbygging nikkel froðu læsir vökvanum bráðnu salti í gegnum háræðarkraft til að koma í veg fyrir leka.
- Málm beinagrindin flýtir fyrir flutningi hita að innan í bráðnu salti og styttir fasaskiptatíma.
3.. Fyllingarmiðill í bráðnu saltgeymslutankum/hitaskiptum
- Að fylla nikkel froðueiningar í flæðisrás hitageymslu eða hitaskipta geta:
- Auka gráðu óróa, eyðileggja bráðnu saltmörkin og bæta convective hitaflutningsstuðulinn.
- lengja bráðnu saltflæðisstíginn og bæta skilvirkni hitaskipta.

2.. Ítarleg skýring á tæknilegum kostum
Einkenni hagnast á bráðnu salt varma geymslukerfi
Mikil porosity (85%-95%) gerir kleift að gera mikið magn af bráðnu salti gegndreypt meðan viðhalda stöðugleika. Stórt sérstakt yfirborðssvæði stækkar snertiflokkinn verulega milli bráðnu salts og hitaflutnings miðils og eykur hitaflutning.
Framúrskarandi hitaleiðni flytur hratt hita að innan í bráðnu salti, dregur úr hitauppstreymi og eykur hitageymslu/losunarhraða.
Hár vélrænn styrkur þolir hátt - hitastig bráðið salteyðing og hitauppstreymi streitu til að koma í veg fyrir burðarvirki.
Hár - Tæringarþol og nikkel hitastig hefur góðan stöðugleika í hefðbundnum bráðnum söltum (eins og nítrötum og klóríðum), lengir þjónustulíf
(óhreinindi eins og súlfat þarf að stjórna).

Iii. Áskoranir og að takast á við aðferðir
1.
- áhætta: Undir löngum - hugtaki háhitastig, bráðið salt (sérstaklega þegar hann inniheldur óhreinindi) getur tært nikkelmassa, sem leiðir til veikingar á burðarvirki.
- Lausn:
- veldu High - hreinleika bráðnu salt (eins og sólarsalt).
- yfirborðsbreyting (svo sem al₂o₃ húðun) til að bæta tæringarþol.
- Þróa nikkel álfuð (eins og ni - cr) til að auka tæringarþol.
2.. Kostnaðareftirlit
- Kostnaður við nikkel froðu er tiltölulega hár og að hámarka umsóknareyðublaðið (svo sem að nota það aðeins á lykilhitaskiptum eða tileinka sér samsett hönnun halla).

3. Hönnun kerfisaðlögunar
- þarf að fínstilla svitahola (PPI gildi), fyllingarhraða og skipulag nikkel froðu til að koma jafnvægi á þrýstingsfall og skilvirkni hitaflutnings.

IV. Hagnýt umsóknarmál
- Sól hitauppstreymi (CSP) Hitageymslukerfi: Stilltu nikkel froðufyllingarlag í bráðnu saltgeymi til að bæta skilvirkni orkuvinnslu á nóttunni.
- iðnaðar úrgangs hitastig: Notaðu nikkel froðu/bráðið salt samsett PCM einingar til að endurheimta hátt - hitastig útblásturslofts úrgangshita.
- Kjarnorkukerfi: Sem hitaflutningauppbót miðils í bráðnu saltofnum skaltu bæta skilvirkni orkuflutnings.

V. Framtíðarþróunarstefna
1. Þróa samsettan lag nikkel froðu (eins og ni - al₂o₃, ni - sic) til að bæta tæringarþol.
2. Hönnun halla svitahola: Fínstilltu dreifingu svitahola meðfram hitaflutningsstefnu til að draga úr tapi á þrýstingi.
3. Samhliða nanofluids: Bættu nanóagnir (eins og al₂o₃ nanoparticles) við bráðnu saltið til að auka hitaflutning enn frekar með nikkel froðu.
Niðurstaða
Nikkel froðu leysir á áhrifaríkan hátt flöskuhálsvandann í bráðnu salthitageymslu í gegnum einstaka þrjá - víddarhitaleiðni net og uppbyggingu stöðugleika. Þrátt fyrir áskoranir kostnaðar og tæringar hefur það skýrar notkunarhorfur í háum - hitageymslu hitastigs, skjótum viðbrögðum og samningur kerfisframkvæmdum með hagræðingu efnis og kerfishönnun, og er sérstaklega hentugur fyrir atburðarás með ströngum kröfum um geymslu/losunarhlutfall (svo sem CSP virkjanir og iðnaðarhitastjórnun). Framtíðarrannsóknir munu einbeita sér að því að bæta langa - hugtakið hátt - hitastöðugleika og hagkerfi til að stuðla að stórum - kvarða forritum.