EN
Экстрем температурын нөхцөлд ашиглах хөргөхөд тэсвэртэй эдлэлийн шийдэл
Хэт климатын дарамтыг даван туулахын тулд хүйтэн эсэргүүцдэг даавууны шаардлага
Хэт хүйтэн орчин нь Арктикт -40°C-аас доош температур унах гэх мэт ихээхэн дарамт учруулдэг. Ийм нөхцөлд энгийн эдлэлийн даавуу нь амжилтгүй болохоор эрэлт нь өсөж байна. хүйтэн эсэргүүцдэг даавуу хүйтэн эсэргүүцдэг даавуу нь туйлын судалгаанд, өндөр уулын аялалд, далайн эрчим хүчний үйл ажиллагаанд – яагаад гэвэл дулааныг хамгаалах нь амьдрал болон үр дүнтэй холбоотой байдаг.
Орчин үеийн шийдлүүд нь олон давхар инженерчлэлийг инноваци технологитой хослуулдаг. Фазын өөрчлөлттэй материалыг ашиглан цочролын дараахь агаарын температурыг тогтворжуулж, гэрлийн энергиэ дулаан болгон хувиргадаг фототермал эдлэлийг ашигладаг. Судалгаа нь адаптив даавуу нь гадны эрчим хүчнийг ашиглалгүйгээр 50°C температурын зөрүүг хангаж байгаа бөгөөд хөлдөөтийн эрсдэлтэй орчинд хамгааллын стандартыг дахин тодорхойлж байна.
Хүйтэнд тэсвэртэй даавуунд материал судлалын зарчим
Динамик термостатлагчийн фазын өөрчлөлттэй материалын (PCM) талаар
Фазын өөрчлөлттэй материалын (PCM) дулааны энергийг шингээж, хадгалж, чөлөөлөх замаар жижиг уур амьсгийг тогтвортой байлгадаг. Даавууны ширхэгт тусгагдсан PCM -20°C (-4°F)-д хайлуулах замаар дулааныг шингээж, -30°C (-22°F)-с доош температурт хатуу болон дулаан ялгаруулдаг. Талбайн тест нь PCM-ийг сайжруулсан хувцас нь уламжлалт дулааныг хамгаалахаас 45% илүү ажиллах дэвшилттэй гэдгийг харуулж байна.
Ихэд үр ашигтай дулааныг хадгалахад аэрогелийг нэвтрүүлэх
Аэрогель нь 99% агаарын агууламжтай нано нүхтэй хатуу материал бөгөөд дулаан дамжуулах чадвар нь зөвхөн 0.015 Вт/мК бөгөөд энгийн будагнаас 300%-аар илүү үр дүнтэй байдаг. Орчин үеийн ширмэн бататгасан төрлүүд нь дулааныг алдалгүйгээр 50,000 удаа нугалахыг даадаг бөгөөд энэ нь -60°C (-76°F) температурт тэсвэлдэг газрын цамцны хувцаст ашиглах боломжийг олгодог.
Температурт хариу үзүүлэгч полимерүүд ба температурын тохируулга
Оюунлаг полимерүүд нь -10°C (14°F) температурт 8–12% томроод дулааныг хадгалдаг агаарын зай үүсгэж, дараа нь температур ихсэхэд аяндаа багасдаг. Антарктидийн талбайн мэдээллээр энэ төрлийн полимерийн давхарга агуулсан доод хувцас нь метаболизмын дулаан алдалтыг 35%-иар бууруулдаг байв.
Гэрлийг дулаан болгон хувиргадаг гэрэл-дулааны системүүд
Гэрэл-дулааны эдлэлийн материалын нарны гэрлийн 92% нь дулааны энерги болон хувирч гадаргуугийн температурыг 90 секундын дотор +30°C (+54°F) хүртэл нэмэгдүүлдэг. Энэ пассив халаалт нь -45°C (-49°F) температурт 75% үр дүнтэй ажилладаг бөгөөд баттерэйн хамаарлыг багасгадаг.
Хүйтэнд тэсвэлдэг эдлэлийн материалыг Арктик бүсэд хэрэглэсэн баталгаат жишээ
Өвлийн спортын тоног төхөөрөмжийн ажиллагааны сайжруулалт
Фототермийн полимер шиг дэвшилтэт эдээр хүрээлсэн элсэн мөсөн дээлийг нарны гэрлийг хувиргаж 30°C-ийн дулааныг пассивээр үүсгэх боломжтой болгодог. Энэ инноваци нь товч, сул чадварыг хадгалж байгаа ба судалгаагаар альпин уралдааны цамцтай 17% хурдан эргэлтийн эргэлт харуулсан байдаг. Цахилгаан жолоочийн тоноглол дахь сунгасан аэрогелийн дусал нь чийг шингээх чадварыг алдалгүйгээр 25 удаа угаасны дараа 92% дулаан хадгалдаг.
Хөлөг онгоцны аяллын үеийн амь зориулсан цамцууд
Орчин үеийн Арктикт амьдарч буй цамцууд нь:
- Мөсний нарийвчлалын эсрэг тэсвэртэй нанотрубкаар бататгасан гадаад давхарга
- Идэвхгүй байх үед биеийн дулааныг хадгалдаг PCM дунд давхарга
- Дулааны алдагдлыг конвекцийн замаар саатуулдаг аэрогелийн матрикс
- Экстремаль гипотермийн эрсдлийн үед зориулсан цахилгаан дулааны тор
2023 оны Антарктидийн тайлангийн мэдээлснээр сенсортой цамц өмсөж буй багуудад хүйтэнд холбогдсон гэмтлийн тоо 34%-иар буурсан бөгөөд загварууд нь 72 цагийн турш үргэлжлэн ажиллах чадварыг хадгалж байна.
Хүйтэнд тэсвэртэй чиг хандлагыг хувиргаж буй орж ирж буй ухаалаг эд ашиг
Сенсор технологийг нэгтгэн олон үүрэг гүйцэтгэдэг эдлэхүүн
Микросенсор ашиглан зөөлөн бодист хүний биеийн температурын дагуу дулааныг тохируулж, дулаан алдалтыг 70%-иар бууруулж чаддаг. Цахилгаан гүйдлийг дамжуулдаг утаснууд мэдээллийг гадны төхөөрөмж рүү дамжуулж, амьсгалалтыг хадгалж байх үед цочирхой халалтын бүсийг нарийвчлан тохируулна.
Индустрийн парадокс: Экстрем хамгаалалт ба шилжилтийн тэнцвэр
Инженерүүд дулааныг хадгалах болон шилжих чадварын харьцааг шийдвэрлэхэд тулгамдаж байна. Графенээр тунхагласан мембран ба хэлбэр санах хайлшийг ашигласан сүүлийн үеийн загварууд нь EN 342:2017 стандартыг хангаж, 40% бага хэмжээтэй болж, Арктик мужид хийсэн туршилтаар шавар барих чадварыг 27%-иар сайжруулсан.
Аж үйлдвэрийн ангижрахуйн хүйтэнд тэсвэлтэй эдлэхүүний сонголтын стратеги
Аж үйлдвэрийн операторууд дараах зурван хүчин зүйлсийг үнэлэх ёстой: дулааны ажиллагаа, чийгийг удирдах, жин, шилжилт, техникийн боловсруулалт, ашиглалтын зардал.
Хатуу орчинд ажиллах үеийн эдлэхүүний насжилт, техник хангамжийн хүчин зүйлс
Гурван давхар хавтгай материал нь энгийн зууханд бодвол 40% илүү дэгдэлтийн эсэргүүцэл үзүүлдэг. Цэвэрлэгээ нь маш чухал юм—тохироогүй аргаар цэвэрлэх нь гидрофобын эдлэлийн үр дүнг 20 удаагийн зайлтаар 70% бууруулж болно.
Дулааны удирдлагыг оновчтой байлгахын тулд давхар системийг нэвтрүүлэх
Тактикийн давхарлалт нь чийг шингээгч суурь давхар, дулаан тусгаарлах дунд давхар, салхи тусгаарлах гадаад давхарлуудыг хослуулдаг. Талбайн шалгалтаар давхар систем нь дан материалын хандлагатай харьцуулахад дулаан хадгалах чадварыг 35%-иар сайжруулдгийг харуулсан бөгөөд 150 г/м² фаз хувиргагч материалаар хийсэн даавууг 5 мм аэрогелений нэгдмэлтэй хослуулах үед онцгой юм.
НӨАТ-ын хэсэг
Фаз хувиргагч материалын (PCMs) талаарх мэдэл
PCM-үүд нь фазын шилжилтийн үед дулааны энерги шингээж, хадгалж, ялгаруулдаг материалын бүлэг юм. Энэ нь экстремаль нөхцөлд микроклиматыг тогтмол байлгадаг.
Хүйтэн эсэргүүцэх даавуудад гэрлийн дулааны текстолит яаж ажилладаг вэ?
Гэрлийн дулааны текстолит нь нарны гэрлийг дулааны энергид хувиргаж гадаргуугийн температурыг огцом ихэсгэдэг ба аккумуляторын хамааралгүйгээр пассив халаалтыг хангана.
Яагаад аэрогелийг хүйтэнд тэсвэртэй даавууны технологид ашигладаг вэ?
Аэрогелийг маш үр дүнтэй дулааныг хадгалах чанар, хөнгөн жинтэй байдал, цөөн хэмийн дулаан дамжуулалтыг байлгах чадвартай тул ашигладаг.