Miksi metallinesteitä ei käytetä lämmönsiirtoon

Valvoja: Yllapito

Miksi metallinesteitä ei käytetä lämmönsiirtoon

ViestiKirjoittaja mikar » 26.07.2010 19:52

Moi!

Sulaa natrium-metallia käytetään uusissa ydinreaktoreissa tehokkaaseen lämmönsiirtoon. Natrium on vaan kotikäytössä vaarallinen. Elohopea olisi hyvä, kuten myös lyijy, mutta ovat myrkyllisiä (jos vaikka sattuu vuotamaan). Alumiini taas ei sula kovinkaan helposti, koska on sen verran korkea sulamispiste. Miksei käytetä tinaa, turvallinen aine ja riittää kalvomainen kerros viemään lämmön varaavaan aineeseen esim. kiveen? Pelkkä kivi/kivet + teräskoteloa ei voi lämpölaajenemisen vuoksi käyttää kovissa lämpötiloissa (esim. 900 C), vaan pitää jättää ilma- eli eristekerros.

Miksei sulavaa ja hyvin lämpöä johtavaa tinaa käytetä tähän esim. teräksen ja kiven väliin? Siellä miljardit nanokontaktit, konduktio + konvektio, vievät lämmön kiviin eikä harakoille.
mikar
 
Viestit: 563
Liittynyt: 17.09.2009 17:56

Re: Miksi metallinesteitä ei käytetä lämmönsiirtoon

ViestiKirjoittaja Vipunen » 26.07.2010 22:34

1920-luvulla kun polttomoottori tekniikka saavutti täydellisyyden huippunsa, lentokoneiden moottorit olivat kehityksen ylintä kastia ja raha ei painanut niiden kehitystyötä, niissä käytettiin natriumjäähdytteisiä imu- ja pakoventtiilejä. Autopuolelle se tuli ensimmäisenä Mersun kilpa-autoihin vasta 1950-luvulla ja tietääkseni niitä käytetään edelleen suuritehoisissa, pääasiassa kilpailukäyttöön valmistetuissa moottoreissa. Ideana siinä on se että natrium on kylmänä kiinteää ja nesteytyy moottorin lämmetessä, muistaakseni jonkun verran hölskyen, jolloin se johtaa vieläkin paremmin lämpöä ja jäähdyttää esim. venttiilin lautasessa ja varsinkin pakokanavasta hohkaavaa kuumuutta ja tasaa sen venttiilin varteen asti. Tämä myös estää venttiilinvarren kiinni hirttämisen venttiilinohjuriin.

Periaatteessa 1920-luvun lentokonemoottoreiden tekniikkaa sovelletaan yhä, kun kehitetään nykyisin "huippuhienoja" auton polttomoottoreita. Natriumin taitaa silti olla liian kallista metallia tavallisen kansan käyttöön.

Tämä oli toistakymmentä vuotta takaperin yksi ajatus jota tuli mietittyä, vihreässä pruutassa on natriumia:

Animaatio: http://api.ning.com:80/files/vtFF9n8DBd ... imylly.gif
"Kaikkea on opeteltu, mutta kaikkea ei ole käsketty teherä".
Könnin mestari
Vipunen
 
Viestit: 345
Liittynyt: 02.10.2009 01:51

Re: Miksi metallinesteitä ei käytetä lämmönsiirtoon

ViestiKirjoittaja mikar » 26.07.2010 22:52

Pohdin sitä, että oliskos natriumin alhainen sulamispiste 97 C (tina 232 C) syynä näihin sovelluksiin, sinänsä yllättävän alhainen natriumin kiehumispiste 880 C, kun tinalla 2602 C. Ja ennen kaikkea natrium on erittäin reaktiivista esim. veden kanssa.

Metallissahan on se erittäin hyvä puoli vaikkapa jääpalan sulamiseen verrattuna, että metallissa lämmön johtuminen, konduktio on jo kiinteänä erittäin hyvä. Ja kuuma elektronimeri siirtää ilman pumppuakin tehokkaasti lämmön eri paikkkoihin toisin kuin esim. vesi. Vesihän on eriste.
mikar
 
Viestit: 563
Liittynyt: 17.09.2009 17:56

Re: Miksi metallinesteitä ei käytetä lämmönsiirtoon

ViestiKirjoittaja mikar » 27.07.2010 03:22

Näyttää olevan tyypillistä, että erilaisia faasimuutoskylmäkalleja on, mutta voipi olla keskeistä, että saataisiin lämpö kunnolla lämpöä varastoivaan aineeseeen, esim. kivipilareihin. Taitaa monella olevan takkoja, joissa

a) vasta lähtiessä tai maanantaina reunasta lämpimiä, max kaksi pesällistä päivässä (lämmölle pitää antaa siityä takan keskeltä sivuille) tai

b) kevyttakat, kamiinat, ilman kipinämikkoa tai haitallista kitupolttoa aamuyöstä käy kylmät

Lueskelin

"Two heat storage elements for Scheffler parabolic solar cookers have been fabricated and tested. The first one consists of solid aluminium, it stores the sensible heat. The second is filled with tin and also uses the latent heat of the solid-liquid phase change."

http://www.cuisinesolaire.com/E/Benicarlo03.htm


Lämmitys tai pikemminkin lämmön tuotto silloin kuin tarvis, vai kuinka? Ja helposti (myös uusavuttomille) ja kylmälläkin - ilman takan halkeamista ;)

Mikä on ratkaisu?
mikar
 
Viestit: 563
Liittynyt: 17.09.2009 17:56

Re: Miksi metallinesteitä ei käytetä lämmönsiirtoon

ViestiKirjoittaja penttinen » 27.07.2010 16:06

Ei tule muuta mieleen, kuin ydinvoima, jossa sovelletaan sulaa metallia. Voisiko yhtenä syynä olla se, että lämmin vesi on helpompi johtaa vaikka 50 metrin päähän putkea myöten, ja taas takaisin lämpenemään. Metallilla tämä ei onnistu, koska järjestelmä ei sula kaukaa, ja kierto ei tällöin onnistu. Lähietäisyydella metalli varmaankin paljon vettä parempi. ja tulipesän lämpötila saadaan kuumaksi.

Toinen, joka tulee mieleen, niin on savukaasujen lämpötilasta johdettu kokonaishyötysuhde tulisijalle. Monet pyrkii nykyisin kattiloissa mahdollisimman alhaisiin savukaasulämpötiloihin, jollon hyötysuhde tulee hyväksi. Äkkiseltään ajateltuna tinakäyttöisessä tulisijassa ei päästäisi alle tinan sulamispisteen oleviin savukaasuihin. Varsinkin silloin, jos lämmönluovutus pitää olla jossain muualla, kuin tulisijan välittömässä läheisyydessä. (esim toiseen tilaan johtaminen) Voidaan tietenkin käyttää lämmönvaihdinta savukaasu-ilma, jotta loputkin saadaan talteen. Tai sitten tuo savupiippu, jonka olen suunitellut. Loput siirtyy veteen.

Jonkinlainen ratkaisu voisi olla tulisijan imuilman esilämmittäminen jäännössavukaasulla. Eli tinapaketin jälkeen savukaasu 300 º C , jonka jälkeen kaksi sisäkkäistä putkea = lämmönvaihdin , jolla lämpö siirretään tulisijan imuilmaan. Kyseessä on economaiser-tyyppinen ratkaisu. joskus näissä ecoissa on käytetty lasista tehtyä lämmönvaihdinta, koska se kestää hapot. Mutta tässä tapauksessa ei luulisi tätä tarvetta olevan, koska ei polteta rikkipitoisia polttoaineita.

Tossa yksi ehdotus:
Kuva

Samalla pintalämpötila joiltain osin poltettaessa saadaan alas, koska jonkinlainen määräys on olemassa tulisijojen pintalämpötiloille.
Savukaasut arviolta tippuu pari sataa alemmaksi näin.
penttinen
 
Viestit: 779
Liittynyt: 16.09.2009 22:13

Re: Miksi metallinesteitä ei käytetä lämmönsiirtoon

ViestiKirjoittaja erkos » 24.04.2018 02:29

Erkos se taas vaan selaa ja lukee ja selaa ja lukee hienoa foorumia.

Kyllä nestemäisten metallien käyttöä jäähdytykseen on kokeiltu, moneenkin tarkoitukseen.

Esim. kun näytönohjaimet kehittävät ainakin 2-3 kertaa enemmän lämpöä kuin esim.CPU, niin kyllä netissä puhuvat galliumin ja indiumin käytöstä esimerkiksi.

Tanskalainen startup yritys Danamics aloitti jo 2008 maailmanvalloitusyritykset mainitulla menetelmällä. He kokeilivat Galinstan 'metallia'. Ilmeisesti jokin lejeerinki? Galinstan is a mixture in both name and composition of Gallium, Indium, and Tin.

https://arstechnica.com/gadgets/2008/07 ... kes-ensue/

En ole nyt ehtinyt seuraamaan menikö hommat puihin, ainakin toistaiseksi? Kovaa meteliä vaan pitivät ainakin aloittaessaan.
erkos
 
Viestit: 770
Liittynyt: 11.02.2018 01:25


Paluu Vapaa keskustelu

Paikallaolijat

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei rekisteröityneitä käyttäjiä ja 6 vierailijaa

cron