FI86475B - Vaermeoeverfoeringsmaterial och dess framstaellningsfoerfarande. - Google Patents

Vaermeoeverfoeringsmaterial och dess framstaellningsfoerfarande. Download PDF

Info

Publication number
FI86475B
FI86475B FI864684A FI864684A FI86475B FI 86475 B FI86475 B FI 86475B FI 864684 A FI864684 A FI 864684A FI 864684 A FI864684 A FI 864684A FI 86475 B FI86475 B FI 86475B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
piece
heat transfer
galvanizing
transfer material
anode
Prior art date
Application number
FI864684A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI864684A0 (fi
FI864684A (fi
FI86475C (fi
Inventor
Yasuo Masuda
Tsutomu Takahashi
Yoshio Takizawa
Naokazu Yoshiki
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP26681285A external-priority patent/JPS62127494A/ja
Priority claimed from JP4776386A external-priority patent/JPS62206383A/ja
Priority claimed from JP61048794A external-priority patent/JPS62206382A/ja
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Publication of FI864684A0 publication Critical patent/FI864684A0/fi
Publication of FI864684A publication Critical patent/FI864684A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI86475B publication Critical patent/FI86475B/fi
Publication of FI86475C publication Critical patent/FI86475C/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F28F13/187Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/605Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/623Porosity of the layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2245/00Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/04Coatings; Surface treatments hydrophobic
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12292Workpiece with longitudinal passageway or stopweld material [e.g., for tubular stock, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903Cu-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12993Surface feature [e.g., rough, mirror]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

1 H 6 4 7 5 Lämmönsiirtomateriaali ja sen valmistusmenetelmä
Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtomateriaali, jota käytetään 5 esimerkiksi ilmastointilaitteen lämmönvaihtimen jäähdytys tä! haihdutusputkessa tai lämpöjohdossa, ja menetelmä sen valmistamiseksi.
Yleisesti tunnetaan useita tehokkaita tapoja lämmönsiirron tehokkuuden lisäämiseksi lämmönsiirtoputkessa, 10 kuten: (1) lämmönsiirtoalueen lisääminen; (2) pyörrevir- tauksen synnyttäminen; (3) kapillaarisuuden aiheuttaminen; (4) ydinkiehunnan aiheuttaminen. Lämmönsiirtoputkena, jonka lämmönsiirron tehokkuutta parannetaan edellämainituilla tavoilla (1) ja (2), käytetään tavallisesti sisäkehällään 15 kierukkamaisilla urilla varustettua kupariputkea. Kuiten kin näitä kierukkamaisia uria valssattaessa putken sisäke-hälle valssauslaitteen avulla urien määrä ja nousukulmat ovat rajoitettuja valssaustekniikkaan ja valssaustyökalu-jen valmistukseen liittyvien rajoitusten johdosta. Tämän 20 seurauksena urilla varustetun putken lämmönsiirtotehok-kuutta voidaan lisätä vain 1,2 - 1,5-kertaiseksi ilman uria olevaan putkeen verrattuna, mikä ei ole riittävä ratkaisu. Lisäksi urien valssaukseen uritetun putken valmistuksen yhteydessä tarvitaan paljon voimaa, sillä kitkaa 25 esiintyy valssaustyökalun ja putken sisäpinnan välillä. Siten tarvitaan suurta valssauslaitetta ja työkalun käyttöikä on myös lyhyt, mikä lisää valmistuskustannuksia.
Edelleen edellämainitun kaikkein tehokkaimpana pidetyn menetelmän (4) avulla parannettavana lämmönsiirtoma-': 30 teriaalina käytetään metallimateriaalia, jonka pintaan on sintrauksen tai kovajuoton avulla muodostettu huokoinen kerros. Tavanomaisella lämmönsiirtomateriaalilla ei kuitenkaan ole riittävää lämmönjohtamistehokkuutta. Lisäksi, vaikka huokoinen kerros voidaankin helposti muodostaa 35 sintraamalla tai kovajuottamalla levymäiseen lämmönsiirto- 2 86475 materiaaliin, niin on esiintynyt vaikeuksia tällaisen huokoisen kerroksen muodostamisessa putkimaisen työkappaleen, kuten kuparisen lämmönsiirtoputken, sisäpintaan tämän menetelmän avulla.
5 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on siten saa da aikaan lämmönsiirtomateriaali käsittäen metallikappa-leen, jonka pinnalla oleva huokoinen kerros varmistaa riittävän ydinkiehunnan, niin että materiaalilla on erinomainen lämmönjohtokyky. Keksinnön toisena tarkoituksena 10 on saada aikaan menetelmä tällaisen lämmönsiirtomateriaa-lin valmistamiseksi, jonka avulla lämmönsiirto-ominaisuuksiltaan erinomaisen huokoisen kerroksen sisältävä materiaali voidaan valmistaa huomattavasti pienemmillä valmistuskustannuksilla .
15 Näihin päämääriin päästään keksinnön mukaisella lämmönsiirtomateriaalilla, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, ja menetelmällä, jolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkit.
20 Kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistetun lämmönsiirtomateriaalin pin-taa; • *, Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti tällaisen lämmön- i siirtomateriaalin lämmönsiirto-ominaisuuksien koetukseen 25 käytettävää laitetta;
Kuvio 3 on graafinen esitys, josta näkyvät kuvion 2 mukaisen laitteen avulla saadut lämmönsiirto-ominaisuuksiin liittyvät kokeelliset käyrät esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistettuja lämmönsiirtomateriaaleja ja ta-30 vanomaista lämmönsiirtomateriaalia varten;
Kuvio 4 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen muunnetun menetelmän avulla valmistetun lämmönsiirtomate-riaalin pintaa;
Kuvio 5 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen : 35 muunnetun lisämenetelmän avulla valmistetun lämmönsiirto- materiaalin pintaa; ja 3 86475
Kuvio 6 esittää kaaviomaisesti mittauslaitetta läm-pöputkien lämmönsiirto-ominaisuuksien mittausta varten.
Esillä olevan keksinnön erään sovellutusmuodon mukaisesti valmistetaan ensin putkimainen kappale kuparista, 5 alumiinista, ruostumattomasta teräksestä tai vastaavasta metallista. Sen jälkeen vesipakoinen ohut kalvo muodostetaan tämän kappaleen sisäpintaan. Tämän vesipakoisen kalvon valmistamiseksi voidaan käyttää useita erilaisia teknisiä menetelmiä. Voidaan esimerkiksi valmistaa vesipakoi-10 siä aineita, kuten rasvaa, öljyä ja maaliainetta hajotettuna tai liuotettuna liuottimeen sisältävä liuos ja päällystää kappaleen sisäpinta tällä liuoksella siveltimen tai ruiskun avulla. Kappale voidaan myös upottaa tähän liuokseen ja poistaa sitten siitä, jolloin liuoksen haihtumisen 15 jälkeen kappaleen pintaan jää ohut vesipakoisia aineita sisältävä kalvo.
Seuraavana vaiheena katodina toimiva kappaleen sisäpinta galvanoidaan sopivalla galvanointiliuoksella tietyn ajan kuluessa. Ennen galvanoimista liukenevana anodina 20 toimiva lanka asetetaan putkimaiseen kappaleeseen sen kanssa samakeskisesti. Eristävästä aineesta tehty pitkittäinen välikappale voidaan asettaa kierukkamaisesti langan ympärille etäisyyden säilyttämiseksi langan ja kappaleen sisäpinnan välillä oikosulun estämistä varten. Galvanoin-25 tiliuos saatetaan virtaamaan putkimaisen kappaleen läpi ja suora sähköinen potentiaali kohdistetaan sitten anodin ja katodin väliin, jolloin galvanointivirta kulkee galvanoin-tiliuoksen kautta galvanointikerroksen muodostumiseen asti kappaleen sisäpintaan. Virran tiheys anodilla säädetään 30 sellaiselle tasolle, että anodissa syntyy lietettä galva-noinnin aikana. Liete siirtyy galvanointivirran mukana ja osa siitä tulee kappaleen sisäpinnalle muodostaen siihen lietekasautumat, jolloin galvanointimetallin ja lietteen kasautumat muodostavat yhdessä päällyskerroksen kappaleen 35 sisäpintaan. Koska liete johtaa sähköä, kasvavat galva- 4 86475 nointimetallin kasautumat siten, että ne ympäröivät liete-kasautumia, jolloin päällyskerroksesta tulee huokoinen sen sisältäessä kappaleesta poispäin olevassa pinnassaan tiheästi asetetut erittäin pienet sähkösaostuskasautumat.
5 Virran optimitiheys anodilla vaihtelee anodin laadusta riippuen, mutta sen olisi kuitenkin oltava ainakin 20 A/dm2 riittävän anodilietemäärän tuottamiseksi huokoisen kerroksen muodostamista varten. Kun anodivirran tiheys säädetään suhteellisen korkeaan arvoon, muodostuu kappaleen sisäpin-10 taan huokoinen kerros, joka sisältää erityiset haarautuvat tai puun rakennetta muistuttavat pienet kasautumat. Toisaalta taas suhteellisen matalaa anodivirtaa käytettäessä kappaleen sisäpintaan muodostuu pinnaltaan rakeinen huokoinen kerros.
15 Kuten edellä on selostettu, sisältää tällä tavoin valmistettu lämmönsiirtoputki sisäpinnallaan huokoisen kerroksen, jonka pinnalla on tiheästi asetetut haarautuvat tai rakeiset erittäin pienet kasautumat. Tämän rakenteen yhteydessä ei vain esiinny kapillaarisuutta, vaan myös 20 ydinkiehuntaa kehittyy riittävässä määrin, niin että lämmönsiirron tehokkuus huomattavasti lisääntyy. Tällä tavoin valmistettua lämmönsiirtoputkea voidaan käyttää lämpöput-kena, jonka huokoinen kerros toimii putken sydämenä. Täl-. .·. lainen lämpöputki voi siirtää lämpöä tehokkaasti haluttuun | 25 suuntaan lämpölähteensä asemasta riippumatta.
Kuvatunlaisen menetelmän yhteydessä galvanointime-talli alkaa kasautua aluksi kappaleen sisäpinnan tiettyihin osiin, joissa vesipakoinen kalvo on erityisen ohut tai rikkoutunut, jolloin haarautuvat tai rakeiset erittäin . 30 pienet kasautumat muodostuvat helposti. Vesipakoisen kal von muodostumisvaihe voidaan kuitenkin myös välttää. Gal-vanointiliuoksen virtausnopeuden on tällöin oltava 0,5 -5 m/s. Jos virtausnopeus on alle 0,5 m/s, esiintyy vaikeuksia anodilietteen johtamisessa kappaleen pintaan, jol-35 loin syntyy vain heikkoja kasautumia. Toisaalta taas kun 5 86475 virtausnopeus on yli 5 m/s, mitään merkittävää vaikutusta ei voida havaita ja lisäksi energiakustannukset kasvavat.
Esillä olevaa keksintöä selostetaan nyt seuraavien esimerkkien avulla: 5 Esimerkki 1
Ulkoläpimitaltaan 9,52 mm ja paksuudeltaan 0,35 mm oleva kupariputki valmistettiin pelkistyksen avulla ja leikattiin 1,000 mm:n pituisiin osiin. Putken sisäpinta pestiin sen jälkeen trikloorietyleenillä. Tämän jälkeen 10 silikoniöljyä 1/3 sisältävää etanoliliuosta pidettiin put kessa ja etanoli haihdutettiin ohuen silikoniöljykalvon muodostamiseksi putken sisäpinnalle. Ulkoläpimitaltaan 4 mm oleva kuparilanka, jonka ympärille oli asennettu kie-rukkamaisesti hartsista tehty pitkittäinen välikappale, 15 asetettiin putken sisään, ja langan vastakkaisiin päihin kohdistettiin voima, jolloin lanka tuli yleensä samakeski-seen asentoon putken kanssa.
Kuparisulfaattia sisältävä galvanointiliuos syötettiin säiliöstä pumpun välityksellä kupariputkeen ja kier-20 rätettiin tässä säiliössä, tämän galvanointiliuoksen sisältäessä 200 g/1 kuparisulfaattia ja 50 g/1 rikkihappoa.
Galvanointi suoritettiin sitten 15 minuutissa gal-vanointiliuoksen lämpötilan ollessa 30 °C, katodivirran tiheyden 25 A/dm2, anodivirran tiheyden 60 A/dm2 ja galva-. 25 nointiliuoksen virtausnopeuden 1,5 m/s, jolloin tuloksena oli putken sisäpinnalle syntynyt kuparikasautumia sisältävä huokoinen kerros. Kerroksen keskimääräisen paksuuden huomattiin olevan 50 Mm ja sen pinnassa oli tiheästi ja yhdenmukaisesti jakautuneita erittäin pieniä raemaisia 30 kasautumia kuvion 1 esittämään tapaan.
Näin saadun lämmönsiirtoputken sisäpinnan puhdistamisen jälkeen putki kuivattiin ja asetettiin törmäyskokeen alaiseksi ruuvipenkissä. Kokeen yhteydessä ei havaittu mitään metallipäällysteen kuoriutumista tai rikkoutu-• ‘ 35 mistä ja tuloksena oli huokoisen kerroksen erinomainen · tartuntakyky ja kestävyys.
6 86475
Lisäksi kuvatunlaisen menetelmän avulla saadun läm-mönsiirtoputken lämmönsiirto-ominaisuudet testattiin tavanomaisen kupariputken suhteen.
Kuvio 2 esittää näissä kokeissa käytettyä koetus-5 laitetta. Laite käsittää rungon 28, johon koetettava läm-mönsiirtoputki 30 asetetaan, putken yhteen päähän liitettävän kompressorin 32, apukondensaattorin 34 ja -haihdut-timen 36 asetettuina samansuuntaisesti ja liitettyinä yhdestä päästään kompressoriin, paisuntaventtiilin 38 lii-10 tettynä yhdestä päästään apujäähdyttimen ja -haihduttimen toisiin päihin ja toisesta päästään putken toiseen päähän, vakiolämpötilassa olevan hauteen 40 liitettynä rungon yhteen päähän ja pumpun 42, jonka syöttöjohto on liitetty hauteeseen ja poistojohto putken toiseen päähän. Runko ja 15 putki muodostavat kaksoisputkisen lämmönvaihtimen. Laite sisältää myös joukon lämpötilailmaisimia 44, painemittarit 46, differentiaalimanometrin 48, venttiilit 50 ja aukko-virtausmittarit 52.
Laitteen avulla suoritettiin haihdutus- ja jäähdy-20 tyskokeet. Haihdutuskokeessa kuvion 2 nuolien B osoittamalla tavalla kompressorista 32 syötetään kuumapuristettu jäähdytys- tai fleonkaasu apukondensaattoriin 34, jossa se lauhdutetaan. Apukondensaattorista nestemäinen jäähdytys-1 aine virtaa paisuntaventtiilin 38 kautta koetettavaan läm- 25 mönsiirtoputkeen 30. Putkessa nestemäinen jäähdytysaine haihtuu kaasuksi, joka imee lämmön rungon 28 kulkevan lämpimän veden vastavirtauksista. Jäähdytyskaasu palaa putkesta kompressoriin ja jakso toistetaan. Vakiolämpötilassa olevan hauteen 40 sisältämä lämmin vesi kierrätetään pum-30 pun 42 välityksellä rungon 28 kautta suljettuna piirinä nuolien B, osoittamalla tavalla. Voidaan olettaa, että lämpimän veden lämpötila laskee arvosta Tj^ arvoon T2 rungossa ja että jäähdytysaine haihtuu lämpötilassa T0. Tällöin jäähdytyspuolen lämmönsiirtokerroin tai lämmönsiirto-35 putken kiehumislämmönsiirtokerroin tai saadaan seuraavasta tunnetusta kaavasta:
7 864 7 S
αχ = l/[ (l/U)-( 1/α0)] jossa U = Q/A Tm Q = CW(TrT2) a0 = 0,023x( /De]Re°'8xPr1/3 5 De = (D2-O12)/D1
Tm = [Τ^Τοϊ-ίΤ,-ΤοίΙ/ΕΙηίΤ^Τοί/ίΤ,-Το) ja jossa Q = lämmönsiirtonopeus jäähdytysaineen ja lämpimän veden välillä, C = ominaislämpö, W = lämpimän veden virtausnopeus, a0 = lämmönsiirron kalvokerroin vesipuolel-10 la, U = lämmönsiirron yleiskerroin, A = lämmönsiirron pinta-ala, Tm = logaritminen keskimääräinen lämpötilaero, Re = Reynoldsin luku, Pr = Prandtlin luku, = veden lämmön-johtavuuskerroin, Dj = putken sisäläpimitta ja D2 = putken ulkoläpimitta.
15 Samalla tavoin jäähdytyskokeessa jäähdytysaine ja lämmin vesi saatetaan virtaamaan nuolien F ja F’, suuntaan ja lämmönsiirron kalvokerroin saadaan samanlaisten yhtälöiden avulla.
Kokeen aikana laitetta valvottiin automaattisesti 20 siten, että taulukossa I esitetty parametrit säädettiin ennakolta määrättyihin arvoihin. Jäähdytysaineen massavir-tausnopeus vaihteli ja kiehumislämmönsiirtokerroin laskettiin ja piirrettiin jäähdytysaineen virtausnopeuksien ; funktiona.
25 8 86475 TAULUKKO 1 haihtuminen kondensaatio 5 jäähdytysaineen massa- virtausnopeus (kg/h) 40,60,80 40,60,80 10 haihtumislämpötila (°C) 5±0,5 5±0,5 ylikuumennuslämpötila (°C) 5±0,5 5±0,5 15 lämpötila paisuntaventtii- lin syöttöpäässä (°C) 35 ± 0,5 35 ± 0,5 20 kondensaatiolämpötila (°C) 45 ±0,5 5+0,5 alajäähdytyslämpötila (°C) 10 ± 0,5 5 ± 0,5 25 veden tilavuusvirtausnopeus 1/min 8-10 8-10 30 veden lämpötila (°C) 20 - 25 30 - 35
Saadut tulokset on esitetty graafisesti kuviossa 3, 35 jossa Hj merkitsee mainitun menetelmän mukaisesti valmistetun lämmönsiirtoputken avulla saatua tulosta ja HQ tulosta tavanomaista kupariputkea varten. Kuvion 3 perusteella on selvää, että kiehumislämmönsiirtokerroin edellämainitun menetelmän avulla valmistettua lämmönsiirtoputkea varten ; 40 on noin kymmenen kertaa suurempi kuin tavanomaisen kupari-putken yhteydessä.
Esimerkki II
Kierukkamaiset urat muodostettiin valssaamalla kooltaan esimerkin I mukaisen kupariputken sisäpintaan ja '·. 45 esimerkin I mukainen menetelmä toistettiin, jolloin tulok- 9 86475 seksi saatiin metallipäällyste sisältäen putken pinnalle tiiviisti muodostetut erittäin pienet raemaiset kasautumat kuvion 4 mukaisella tavalla. Tällainen kerros ei muodostunut vain putken sisäpintaan, vaan myös urien sisäpinnal-5 le. Tällä tavoin valmistettu putki asetettiin esimerkin I mukaisen kokeen alaiseksi lämmönsiirto-ominaisuuksien tutkimista varten. Tulos on esitetty myös graafisesti kuvion 3 kuvaajana H2. Kuvion 3 perusteella on selvää, että putken kiehumislämmönsiirtokerroin on suurempi kuin esimerkin I 10 mukaisella putkella.
Esimerkki III
Esimerkin I yhteydessä selostettu prosessi toistettiin sillä poikkeuksella, että galvanointi suoritettiin 10 minuutin ajan katodivirran tiheydellä 35 A/dm2, 15 anodivirran tiheydellä 84 A/dm2 ja galvanointiliuoksen virtausnopeudella 1,5 m/s, jolloin tulokseksi saatiin huokoinen kerros 56 sisältäen sen pinnalla olevat tiheästi muodostetut erittäin pienet haarautuvat kasautumat kuvion 5 mukaisesti. Tällä tavoin valmistettu putki asetettiin sit-20 ten esimerkissä I selostetun menetelmän mukaisen kokeen alaiseksi lämmönsiirto-ominaisuuksien tutkimiseksi samois-•:· sa olosuhteissa, jolloin tulokseksi saatiin kuviossa 3 esitetyn kuvaajan H3 mukaisesti, että mainitun menetelmän avulla valmistetun putken kiehumislämmönsiirtokerroin oli 25 suurempi kuin esimerkkien I ja II mukaisilla putkilla.
Esimerkki IV
Kupariputket, joiden kunkin ulkoläpimitta oli 9,52 mm, paksuus 0,30 mm ja pituus 300 mm, valmistettiin ja esimerkkien I, II ja III yhteydessä selostetut proses-30 sit toistettiin. Tämän jälkeen tällä tavoin valmistetut lämmönsiirtoputket asetettiin yhdessä kupariputken kanssa " kokeeseen niiden suorituskyvyn tutkimiseksi lämpöputkina.
Jokainen putki asetettiin vaakasuoraan asentoon ja vettä • pidettiin kussakin putkessa suljettuna siihen käyttönes- 35 teenä, ja kunkin lämpöputken siirtämä lämpö mitattiin ku- i]* r A r~i p 10 5 0 / .) vion 6 mukaisella mittauslaitteella. Laite sisältää sähköisen kuumennuslaitteen 60 liitettynä lämpöputken 62 yhteen päähän, putken toiseen päähän asetetun vesivaipan 64 ja joukon lämpöpareja 66 kiinnitettyinä putken ulkokehälle 5 akselinsuuntaisin välein toistensa suhteen. Kuumennuslait-teeseen syötettyä sähkövirtaa ja vesivaippaan syötetyn veden virtausnopeutta säädeltiin siten, että putken ulkokehän lämpötila pidettiin yleensä arvossa 100 °C ja lämpö-putken siirtämän lämmön määrä laskettiin vesivaipan syöt-10 tö- ja poistopään välisen lämpötilaeron avulla. Tulokset on esitetty taulukossa II.
TAULUKKO II 15 koeputki siirretyn lämmön määrä
Esimerkin I mukaisesti val-20 mistettu lämpöputki 72 W
Esimerkin II mukaisesti valmistettu lämpöputki 84 W
25 _
Esimerkin III mukaisesti valmistettu lämpöputki 90 W
30
Tavanomainen kupariputki 25 W
Taulukon II perusteella on selvää, että esimerk- 35 kien I, II ja III mukaisten menetelmien avulla valmistetuilla lämpöputkilla on parempi lämmönsiirtokyky kuin tavanomaisella lämpöputkella, näiden lämpöputkien siirtämän lämmön määrän ollessa 2,9-, 3,3- ja 3,6-kertainen tavanomaiseen kupariputkeen verrattuna. Syinä siihen, miksi ··' 40 esimerkkien I, II ja III mukaisten menetelmien avulla val-mistetut lämpöputket ovat parempia voidaan mainita seuraa- 11 86 4 75 vat seikat. Ensiksikin huokoisen kerroksen ansiosta ei vain lämmönsiirtopinta-ala lisäänny, vaan myös käyttönes-teen ydinkiehunnan kehittyminen helpottuu aiheuttaen helposti nesteen ja kaasun välisen vaihesiirtymän esiintymi-5 sen putken lämmönsyöttöpuolella, jolloin lämmönsiirron tehokkuus huomattavasti lisääntyy. Toiseksi, koska huokoinen kerros sisältää pinnallaan tiheästi jakautuneet haarautuvat tai raemaiset metallikerroskasautumat, ovat huokoisen kerroksen huokoset tai ontelot riittävän hienoja ja 10 yhteydessä toistensa kanssa, jolloin syntyy helposti ka-pillaarisuutta, mikä auttaa käyttönesteen siirtoa, tämän nesteen nesteytyessä putken lämpöä vastaanottavalta puolelta lämmönsyöttöpuolelle.
Kuten edellä on selostettu on esillä olevan kek-15 sinnön mukaisen menetelmän käyttö yksinkertaista eikä se edellytä mitään monimutkaisia tai suuria laitteita, jolloin kustannuksia voidaan säästää aikaisemmin tunnettuihin menetelmiin verrattuna. Menetelmää voidaan erityisesti käyttää tasaisen kappaleen pinnalle tai putkimaisen kappa-20 leen, kuten kupariputken, kehän ulkopinnalle muodostettavan huokoisen lämpöä siirtävän kerroksen valmistamisen • lisäksi myös tällaisen kerroksen muodostamiseen läpimital taan pienen putkimaisen kappaleen kehän sisäpinnalle, ja lisäksi on myös mahdollista säätää esimerkiksi sellaisten ! 25 parametrien kuin virtatiheydet avulla valmistetun materi aalin lämmönsiirto-ominaisuuksia helpolla tavalla kyseistä materiaalia valmistettaessa. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistetun lämmönsiirtomateriaalin pinnassa on huokoinen kerros, jonka pintaan on muodostettu 30 tiheästi sijaitsevat haarautuvat tai raemaiset erittäin pienet kasautumat. Siten, koska kapillaarisuuden lisäksi myös ydinkiehunta kehittyy tällaisessa lämmönsiirtomateri-aalissa, lisääntyy tämän materiaalin lämmönsiirron tehok-"* kuus huomattavasti aikaisemmin tunnettuihin materiaalei- 35 hin nähden, minkä seurauksena tätä materiaalia voidaan s' 4 r'7 r- 12 bc4 / h käyttää erittäin tehokkaiden lämmönsiirtoputkien lisäksi esimerkiksi lämmönvaihtimena ja myös erittäin tehokkaana lämpöputkena.
Useat muutokset ja muunnelmat ovat selvästikin mah-5 dollisia esillä olevan keksinnön suhteen kaiken edelläsa-notun perusteella. On siten ymmärrettävää, että keksintö voidaan toteuttaa myös muulla tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa kuin mitä edellä on selostettu.
« t 4

Claims (9)

1. Lämmönsiirtomateriaali, joka käsittää metalli-kappaleen (30, 62), jonka pinnalla on huokoinen galvanoitu 5 kerros (24, 54, 56), joka sisältää erittäin pieniä mainitulle pinnalle tiheästi muodostettuja galvaanisia sähkö-saostuskasautumia, tunnettu siitä, että lämmönsiirtomateriaali on saatu aikaan: a) valmistamalla metallikappale (30, 62), joka toi-10 mii katodina, ja muodostamalla mainitun kappaleen pinnalle hydrofobinen kalvo, jossa on osia, jotka ovat erikoisen ohuita tai rikkinäisiä; b) pitämällä kappaleen (30, 62) pintaa ja anodia (12) tämän jälkeen kosketuksessa galvanointiliuoksen kans- 15 sa, anodin (12) liuetessa galvanointiliuokseen galvanoin-nin yhteydessä; ja c) johtamalla suora sähköpotentiaali tämän jälkeen anodin (12) ja katodin (30, 62) väliin galvanointivirran saattamiseksi kulkemaan galvanointiliuoksen kautta liet- 20 teen synnyttämiseksi anodissa (12) ja galvanointimetallin saostumien asettamiseksi kappaleen (30, 62) pinnalle sekä lietteen siirtämiseksi kappaleen (30, 62) pinnalle, niin että galvanointimetallin ja lietteen saostumat muodostavat yhdessä kappaleen (30, 62) pinnalle huokoisen kerroksen 25 (24, 54, 56), joka sisältää erittäin pieniä mainitulle pinnalle tiheästi muodostettuja galvaanisia sähkösaostus-kasautumia.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtomateriaali, tunnettu siitä, että erittäin pienet ka- 30 sautumat ovat muodoltaan haarautuvia.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtomateriaali, tunnettu siitä, että erittäin pienet kasautumat ovat rakeisia.
4. Patenttivaatimuksen l mukainen lämmönsiirtomate-35 riaali, tunnettu siitä, että kappaleena on putki i4 96475 (30, 62), jonka sisäpintana on mainittu pinta (24, 54, 56) .
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtomate-riaali, tunnettu siitä, että kappaleena on putki 5 (30, 62), jonka ulkopintana on mainittu pinta (24, 54, 56) .
6. Menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: 10 a) metallikappaleen (30, 62) valmistamisen, joka toimii katodina ja hydrofobisen kalvon muodostamisen mainitun kappaleen pinnalle, jossa kalvossa on osia, jotka ovat erikoisen ohuita tai rikkinäisiä; b) kappaleen (30, 62) pinnan ja anodin pitämisen 15 tämän jälkeen kosketuksessa galvanointiliuoksen kanssa, anodin liuetessa galvanointiliuokseen galvanoinnin yhteydessä; ja c) suoran sähköisen potentiaalin johtamisen tämän jälkeen anodin ja katodin (30, 62) väliin galvanointivir- 20 ran saattamiseksi kulkemaan galvanointiliuoksen kautta lietteen synnyttämiseksi anodissa ja galvanointiraetallin ··· saostumien asettamiseksi kappaleen (30, 62) pinnalle sekä lietteen siirtämiseksi kappaleen (30, 62) pinnalle liet-. .·. teen kasautumisen asettamista varten kappaleen pinnalle, 25 niin että galvanointimetallin ja lietteen kasautumat muodostavat yhdessä kappaleen (30, 62) pinnalle huokoisen kerroksen (24, 54, 56), joka sisältää poispäin kappaleesta (30, 62) olevassa pinnassaan tiheästi sijaitsevia erittäin pieniä sähkösaostuskasautumia.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lämmönsiirtomate riaalin valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että kappaleena on putki (30, 62) , jonka sisäpintana on mainit-tu pinta (24, 54, 56).
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lämmönsiirtomate- * 35 riaalin valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että 15 86 4 75 kappaleena on putki (30, 62), jonka ulkopintana on mainittu pinta (24, 54, 56).
9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lämmönsiirtomate-riaalin valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että 5 kappale (30, 62) on tehty kuparista, vesipitoisen liuoksen ollessa vesipitoinen kuparisulfaattiliuos. ie 86475
FI864684A 1985-11-27 1986-11-18 Vaermeoeverfoeringsmaterial och dess framstaellningsfoerfarande. FI86475C (fi)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26681285 1985-11-27
JP26681285A JPS62127494A (ja) 1985-11-27 1985-11-27 多孔質層の形成方法
JP4776386A JPS62206383A (ja) 1986-03-05 1986-03-05 伝熱体
JP4776386 1986-03-05
JP4879486 1986-03-06
JP61048794A JPS62206382A (ja) 1986-03-06 1986-03-06 ヒ−トパイプ

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI864684A0 FI864684A0 (fi) 1986-11-18
FI864684A FI864684A (fi) 1987-05-28
FI86475B true FI86475B (fi) 1992-05-15
FI86475C FI86475C (fi) 1992-08-25

Family

ID=27293078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI864684A FI86475C (fi) 1985-11-27 1986-11-18 Vaermeoeverfoeringsmaterial och dess framstaellningsfoerfarande.

Country Status (4)

Country Link
US (2) US4780373A (fi)
EP (1) EP0226861B1 (fi)
DE (1) DE3680191D1 (fi)
FI (1) FI86475C (fi)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3918610A1 (de) * 1989-06-07 1990-12-13 Guentner Gmbh Hans Luftgekuehlter waermeaustauscher
CN1228591C (zh) * 2002-07-12 2005-11-23 株式会社电装 用于冷却空气的制冷剂循环系统
BRPI0708517A2 (pt) 2006-03-03 2011-05-31 Richard Furberg camada porosa
TWI527892B (zh) * 2014-05-06 2016-04-01 遠東科技大學 具有枝晶構造的熱傳單元、用途
US20170016131A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 Far East University Growth method of dendritic crystal structure that provides directional heat transfer
KR101953966B1 (ko) * 2017-03-15 2019-03-04 두산중공업 주식회사 초발수 표면이 구현된 전열관 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1807875A (en) * 1926-10-21 1931-06-02 Meriden Gravure Company Method of electroplating and product thereof
US2217334A (en) * 1937-12-30 1940-10-08 Bell Telephone Labor Inc Screen for electro-optical device and method of preparing it
US2846759A (en) * 1954-09-07 1958-08-12 Gen Electric Plated porous materials and method of making the same
US3293109A (en) * 1961-09-18 1966-12-20 Clevite Corp Conducting element having improved bonding characteristics and method
US4019909A (en) * 1970-02-16 1977-04-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Photohardenable vesicular image-forming elements
US3857681A (en) * 1971-08-03 1974-12-31 Yates Industries Copper foil treatment and products produced therefrom
US3709319A (en) * 1971-10-06 1973-01-09 Gen Electric Resonator chamber silencer for gas turbine
GB1375160A (fi) * 1971-11-01 1974-11-27
US3925168A (en) * 1972-07-26 1975-12-09 Anaconda American Brass Co Method of monitoring the active roughening agent in a copper plating bath
US4120994A (en) * 1974-03-11 1978-10-17 Inoue-Japax Research Incorporated Method of preparing heat-transfer members
US4311733A (en) * 1974-03-11 1982-01-19 Inoue-Japax Research Incorporated Method of preparing a capillary heat-pipe wicking structure
US3884722A (en) * 1974-03-18 1975-05-20 Union Carbide Corp Alkaline galvanic cells
US4018264A (en) * 1975-04-28 1977-04-19 Borg-Warner Corporation Boiling heat transfer surface and method
JPS5214259A (en) * 1975-07-23 1977-02-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Heat conductive pipe and its manufacturing system
US4216819A (en) * 1976-09-09 1980-08-12 Union Carbide Corporation Enhanced condensation heat transfer device and method
US4197414A (en) * 1977-06-06 1980-04-08 The Dow Chemical Company Amine-resin supported rhodium-cobalt bimetallic clusters as novel hydroformylation catalysts
US4258783A (en) * 1977-11-01 1981-03-31 Borg-Warner Corporation Boiling heat transfer surface, method of preparing same and method of boiling
US4186063A (en) * 1977-11-01 1980-01-29 Borg-Warner Corporation Boiling heat transfer surface, method of preparing same and method of boiling
JPS54259A (en) * 1977-11-21 1979-01-05 Inoue Japax Res Inc Heat transferring member for heat exchanger
JPS5826496A (ja) * 1981-08-10 1983-02-16 東芝ライテック株式会社 電球型放電ランプ用照明器具

Also Published As

Publication number Publication date
FI864684A0 (fi) 1986-11-18
US4824530A (en) 1989-04-25
FI864684A (fi) 1987-05-28
FI86475C (fi) 1992-08-25
EP0226861B1 (en) 1991-07-10
US4780373A (en) 1988-10-25
DE3680191D1 (de) 1991-08-14
EP0226861A1 (en) 1987-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85060C (fi) Vaermeoeverfoeringsmaterial och foerfarande foer framstaellning av detsamma.
FI86475B (fi) Vaermeoeverfoeringsmaterial och dess framstaellningsfoerfarande.
BR112020001450A2 (pt) elemento de troca de calor, método para transferir calor para ou a partir de um fluido, e, processo para produzir um elemento de troca de calor
Nakayama Enhancement of heat transfer
Cieśliński Flow and pool boiling on porous coated surfaces
Ahmadi et al. Effect of hydrophilic and hydrophobic metal foams on condensation characteristics of refrigerant flow inside annular tubes: Experimental study
Kim et al. Heat transfer enhancement characteristics for falling-film evaporation on horizontal enhanced tubes with aqueous LiBr solution
US4136427A (en) Method for producing improved heat transfer surface
Kalawa et al. Progress in design of adsorption refrigeration systems. Evaporators
Zarnescu et al. Effect of oil on the boiling performance of structured and porous surfaces
JPS62206383A (ja) 伝熱体
JPH03230094A (ja) 伝熱体
JPS62196594A (ja) ヒ−トパイプ
JPS62206382A (ja) ヒ−トパイプ
Zheng et al. Experimental investigation on flow condensation heat transfer in hydrophobic annular metal-foam tube
JPS62127494A (ja) 多孔質層の形成方法
CN112304134B (zh) 一种旋转对称的累计温差振动环路热管
JPS62112996A (ja) 伝熱体
CN210243035U (zh) 一种量热器装置
JPH0240752B2 (fi)
Kim et al. Effect of pore size on the nucleate pool boiling of structured enhanced tubes
Shafiyee et al. CORROSION AND HEAT TRANSFER BEHAVIOUR OF DIFFERENT PROFILE COPPER TUBES UNDER FLOW OF 3.5% NaCl SALINE WATER
SU1175239A2 (ru) Теплообменна труба и способ ее изготовлени
Wang et al. Experimental investigation on condensation heat transfer of R410A on single horizontal petal-shaped finned tube
JPS63183388A (ja) 伝熱体

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: MITSUBISHI MATERIALS CORPORATION