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智能材料能源收获和热管理:自适应控制对传热和自励的设备


13th先进材料与纳米技术国际会议

2017年10月26 - 28日期间,日本大阪

Yuyan江,Chaohong郭和王涛

工程Thermophysics-Chinese科学院研究所中国科学院大学,中国

ScientificTracks抽象:启J垫。Sci >

DOI:10.4172 / 2321 - 6212 c1 - 008

文摘

智能材料,可以改变结构和/或物理化学属性通过主动或被动控制,在能源工程有潜在的应用。他们可以用来设计可爱的和高效的能源转换系统,例如,余热发电系统由形状记忆合金(SMA)。电子和航空航天工程的发展要求更健壮的热管理技术可以帮助强化热释放和缓解设备放电温度波动。为此,智能材料可以在传热增强其固有的优势,提供额外的驱动冷却液流措施。在最新的研究中,一种新型可变形的结构化表面捏造了SMA对沸腾传热的增强。池沸腾传热在可变形结构进行三种液体(乙醇、fc - 72、水)与不同的热性能探索。比较热通量与墙过热和HTC在不同的通量与固定的几何形状,发现变形结构结合了closed-tunnel的优点和open-tunnel。在低热量通量,可以提高成核的数量网站用弯曲的鳍和封闭的隧道内与开放隧道恢复后,成核站点被激活和泡沫增长和加速离开显著提高HTC。另一方面,通过选择合适的时间和机会为不同流体打开隧道,可变形的结构可用于实现自适应控制的沸腾传热。在另一项研究中,研究人员从POSTECH提出了一个智能TiO2-Coated沸腾传热表面(TCS)。 The surface changes its wettability with temperature. Measurement of the contact angle of a water droplet on the tested surfaces after heat treatment showed a wettability increase of TCS, a contact angle reduction from 83.1o to 32.7o when the heat treatment temperature changed from 100oC to 200oC, in other words, TCS is hydrophobic at a low wall temperature and becomes hydrophilic as the wall temperature increases. Hydrophobicity of TCS at low wall temperatures. The TCS improved both the heat transfer coefficient near the boiling inception point at low heat flux regime and critical heat flux at high wall temperatures. People are also developing heat transfer devices that have SMA self-driven unit for flow circulations that working with temperature differences. The study on energy harvesting and thermal management by use of smart materials is a quite young interdiscipline research field, which is still in the initial stage. This presentation gives a critical review to the latest pioneering work. By summarizing the advancements, we propose some comments on the principles and prospect for the future development.

传记

Yuyan江教授在学院工程热物理学(专业),中国科学院(CAS)。他已经收到了从西安交通大学学位(1996),我学位清华大学东京大学(1999年)和博士学位(2002)。他一直在IIS博士后研究员,东京大学(2002 - 2005),高级研究员AdvanceSoft Inc .)(2005 - 2008)和客座研究员在丰田中心研发实验室公司(2008 - 2011)。他还一直在使用CD-Adapco高级软件工程师。他的研究兴趣包括沸腾传热计算与相变两相流。他的主要开发者之一的通用CFD代码,FrontFlow /红色。他已经出版了70多名同行评议的期刊论文和有30披露专利。