Permutador de calor
Permutador de calor poroso de alumínio
O alumínio poroso é ideal para ser usado como trocador de calor. Devido à sua boa condutividade térmica, o alumínio é utilizado principalmente para transferência de calor. A capacidade de troca de calor do alumínio poroso é superior à do alumínio processado convencionalmente, pois o alumínio poroso tem uma área de superfície interna muito grande em relação ao seu volume.
Entretanto, grandes superfícies também possuem outros materiais porosos, por exemplo, metais sinterizados. Atualmente, porém, ainda não é possível fabricar produtos de alumínio com alto volume de porosidade e resistência suficiente utilizando a tecnologia de sinterização. Outra vantagem do alumínio poroso é a sua estrutura fundida, que também promove a condutividade térmica. No caso dos metais sinterizados, desenvolve-se uma resistência térmica nos pontos de contato das esferas prensadas.
A condutividade térmica do alumínio poroso foi testada na Universidade Técnica Bergakademie Freiberg: dependendo do tamanho do poro, a condutividade térmica do material está na faixa de 30 – 50 W/(m*K). Produtos feitos de alumínio poroso podem, portanto, ser muito bem utilizados para transferência de calor.
Devido à alta porosidade de volume e à grande superfície interna, eles também são adequados como trocadores de calor na transferência de calor por convecção. Água ou outros líquidos, ar ou gás fluem através do alumínio poroso, o que absorve de forma ideal a temperatura através de sua grande superfície interna. Esta temperatura pode ser transferida para um sólido ou para um fluido da mesma forma.
O alumínio poroso também é ideal para o resfriamento. O obiekt a ser resfriado é fixado diretamente no alumínio poroso e o calor é dissipado de forma ideal para o ar externo pela grande superfície interna, se necessário com ventilação.
Due to its high thermal capacity and thermal conductivity, aluminium is often used in various thermal processes. Porous aluminum offers additional advantages to create efficient heat exchangers. Especially in industries where low material weight is important:
- automotive industry, including electric vehicles
- aircraft industry
- aerospace industry
Capacidade calorífica e condutividade térmica
Absorção de calor devido à alta capacidade térmica do alumínio: quanto maior a massa de alumínio, mais calor ele pode absorver durante o aquecimento.
Dissipação de calor graças à alta condutibilidade térmica: Quanto maior o gradiente de temperatura e maior a seção transversal do produto, mais intenso é o fluxo de calor através do alumínio poroso.
Transferência de calor devido à alta área de superfície específica do alumínio poroso: Quanto maior a área de superfície específica, mais intensa é a transferência de calor do meio líquido ou gasoso que flui através do alumínio poroso.
Capacidade térmica: Alumínio (poroso) e cobre (sinterizado)
Condutividade térmica: Alumínio (poroso) e cobre (sinterizado)
Vantagens da estrutura dos poros
1. Grande área de contato entre o gás e a matriz de alumínio poroso
| Nú.1 | Nú.2 | Nú.3 | Nú.4 | Nú.5 | Nú.6 | Nú.7 | |
| Tamanho do poro mm | 0.20 – 0.35 | 0.30 – 0.50 | 0.40 – 0.63 | 0.40 – 1.00 | 0.63 – 1.60 | 0.63 – 3.00 | 0.63 – 4.00 |
| Superfície m2/m3 | ca. 20’000 | ca. 10’000 | ca. 6’500 | ca. 4’000 | ca. 3’000 | ca. 2’500 | ca. 2’200 |
2. Um longo tempo de contato entre o gás e a matriz porosa de alumínio. Os fluxos de gás seguem caminhos complexos com vórtices.
A grande vantagem do alumínio poroso para a produção de trocadores de calor eficientes é sua permeabilidade a líquidos e gases. Quando líquido ou gás flui através de um bloco de alumínio poroso, ele recebe ou emite energia térmica devido a uma grande superfície de contato com a superfície do alumínio.
Graças a uma ampla gama de tamanhos de poros disponíveis, é possível controlar com precisão os processos de absorção e transferência de calor em alumínio poroso, inclusive através da organização de um processo em múltiplos estágios:
Porous aluminum is an effective material for solving such tasks as:
- Cooling, heating, evaporation of liquids
- Heating, cooling and condensation of gases and vapours
Exemplos de produtos
