Охлаждающий материал

[proxy3d]

Есть такой материал нитинол. При охлаждении разжимается При нагревании сжимается. При некоторых условиях его необходимо охлаждать, чтобы он вернул первоначальную форму. При протекании по нему эл. тока он нагревается. При пропускании через него тока, и небольшими интервалами выключения тока - он не успевает остыть - и вернуть первоначальную форму. Нужен материал/раствор который охлаждает, при протекании по нему эл. тока.

 

Как известно, есть такой эффект Томсона и Эффект Пельтье. Когда в однородном неравномерно нагретом проводнике с постоянным током в проводнике будет выделяться или поглощаться дополнительная теплота.На этом построена термопара. Необходимо под действием эл. тока охладить материал. Какие существуют полимеры, растворы, хим. реакции охлаждающие материал при протекании через него эл. тока?

 

Я нашел следующий материал

http://anomal.unicor.ru/effects/catalog/est/byId/description/720/index.html

в данном случае речь идет о растворе альфациклодекстрина и 4-метилпиридина в воде, что он меняет свое состояние при охлаждении и при нагреве. Можно ли получить раствор, который бы делал обратное - охлаждался бы, но когда по нему пропускается эл. ток? Возможно какая то хим. реакция, которая будет вызывать это охлаждение.

 

Необходимо охлаждать хотя бы на 5-10 градусов, чтобы хоть как то помочь ускорению принятия исходной формы нитинолом.

Ниже привожу рисунок

Необходим материал, который при пропускании через него тока охлаждается до температуры T₁.Толщина нитинола 0,025 мм. Толщина полимера не больше 2мм. Длиной пренебречь. Сила тока I не больше 6 вольт. Время t на охлаждение - не больше 1 сек. (для данной толщины нитинола это реально). Распределение температуры - считать равномерным. Температура Т₂ 70 либо 90 градусов (разные типы нитинола). Следует охладить хотя бы на 10 градусов. Для простоты считать, что Т₂ охладиться на столько же, на сколько охладиться T₁ (то есть охладился T₁ с 60 до 50 градусов, считаем что и Т₂ охладиться например с 80 до 70 градусов).

Мне необходимо понять, в сторону каких хим реактивов смотреть, которые могли бы справиться с этой задачей?

[химлаб]

Думаю, изобретатель такого материала сразу станет нобелевским лауреатом. Если бы такой материал можно было сделать, то процессоры охлаждали бы им, а не лепили бы на них микрохолодильники.

[proxy3d]

Думаю, изобретатель такого материала сразу станет нобелевским лауреатом. Если бы такой материал можно было сделать, то процессоры охлаждали бы им, а не лепили бы на них микрохолодильники.

тогда какие есть растворы, которые охлаждаются во время хим. реакции?

[МВВ]

Теплова́я тру́бка, теплотру́бка — элемент системы охлаждения, принцип работы которого основан на том, что в закрытых трубках из теплопроводящего металла (например, меди) находится испаряющаяся жидкость. Перенос тепла происходит за счёт того, что жидкость испаряется на горячем конце трубки, поглощая теплоту испарения и конденсируется на холодном, а затем снова перемещается на горячий конец.

[химлаб]

тогда какие есть растворы, которые охлаждаются во время хим. реакции?

Их совсем не много: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D0%B4%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8

 

Чаще всего используют отрицательный тепловой эффект растворения некоторых солей, т.н. охлаждающие смеси, например, смесь поваренной соли и снега (-21°C) и др, см. Рабинович В.А. Краткий химический справочник (1977), стр.363.

[proxy3d]

Теплова́я тру́бка, теплотру́бка — элемент системы охлаждения, принцип работы которого основан на том, что в закрытых трубках из теплопроводящего металла (например, меди) находится испаряющаяся жидкость. Перенос тепла происходит за счёт того, что жидкость испаряется на горячем конце трубки, поглощая теплоту испарения и конденсируется на холодном, а затем снова перемещается на горячий конец.

я уже думал о подобном, так как я понимаю этот механизм используется в холодильниках с фреоном. как вариант я думаю:

1) эффект Зеебека 5-ть слоев

- нитинол который следует охладить

- материал, например сплав константан

- изолятор, например резина

-теплопроводный материал, например медь

-тепло отводящий материал

сплав константан и медь образуют термопару

при протекании тока через термопару, сплав константан охлаждается, а медь нагревается

сплав константан охлаждает нитинол

нагретая медь отдает тепло тепло отводящему материалу

 

2) элемент Пельтье

через него охлаждает материал, который в свою очередь охлаждает нитинол

минусом является то, что элемент Пельте охлаждает не равномерно, а в приложенной точке.

 

это рабочее решение или нет?

 

Их совсем не много: http://ru.wikipedia....%86%D0%B8%D0%B8

 

Чаще всего используют отрицательный тепловой эффект растворения некоторых солей, т.н. охлаждающие смеси, например, смесь поваренной соли и снега (-21°C) и др, см. Рабинович В.А. Краткий химический справочник (1977), стр.363.

большое спасибо, искал такие растворы но не мог правильно сформулировать название. буду читать

Изменено 4 Ноября, 2012 в 16:05 пользователем proxy3d

[aversun]

минусом является то, что элемент Пельте охлаждает не равномерно, а в приложенной точке.

Разве?

[Dunmer]

Если это всё ещё продолжение темы нитинола в резине, то возникает вопрос- чтоже такое должно в итоге получиться, что все эти варианты предполагается засовывать в будущее изделие без возможности дальнейшего извлечения.

Если уж так надо охладить нитинол, то стоит его засунуть в трубки какието и гнать по ним охлаждающую жидкость. Что до пельте охлаждения, то для металлов эффект к.п. меньше джоулева тепла в них же,

[proxy3d]

Если это всё ещё продолжение темы нитинола в резине, то возникает вопрос- чтоже такое должно в итоге получиться, что все эти варианты предполагается засовывать в будущее изделие без возможности дальнейшего извлечения.

Если уж так надо охладить нитинол, то стоит его засунуть в трубки какието и гнать по ним охлаждающую жидкость. Что до пельте охлаждения, то для металлов эффект к.п. меньше джоулева тепла в них же,

да продолжение. только в данном случае это не для охлаждения пр вулканизации. я пока остановился на варианте что при вулканизации попробовать использовать аэрогель + термокраску.

что касается этой темы,то целью является способствовать нитинолу более быстро переключаться из одной форму в другую. В резину он помещается по другой причине, там резина смешивается в полианилином - в результату получается электропрводящая резина - но главное что она как и нитинол при пропускании тока начинает уменьшаться и при прекращении снова принимает исходной форму за счет свое упругости тем самым помогая нитинолу вернуться в прежнюю форму (при этом создавая дополнительную помощь в сжатии при пропускании через них тока).

Поэтому мне и предстоит решить несколько задач

1) поместить нитинол внутри резины, до того как он сожмется, поместим его в тепло изолятор - тут пока остановился на описанном выше решении

2) помочь охлаждать нитинол, чтобы снизить к минимуму температуру нитинола, чтобы он быстро вновь удлинился.

3) для большего эффекта вместо прямой нити нитинола использовать пружинообразную форму

 

в данный момент я хочу попробовать поэкспериментировать и вместо полианилина использовать ферромагнитную жидкость (с усложненной версией намагничивания, чтобы жидкость приняла определенное направление), железные опилки с созданием дополнительных слоев играющих роль для создания направления сжатия, оксидом графена.

 

Работы на несколько месяцев исследований. так как многие из материалов приходиться заказывать из за границы. я ознакомился с другими работами и исследованиями на эту тему - почерпнул их опыт, рекомендации и выводы. Могу сказать одно - нитинол в резину конечно ни кто не пробовал добавлять, но это не значит что этого нельзя сделать (та же холодная вулканизация или быстрая), просто цели такой не ставилось. Я говорил про горячую вулканизацию и те временные интервалы - по той причине что некоторые типы резины можно вулканизировать только через горячую вулканизацию (Hypolon резина созданная только в 2009 году имеет температуру вулканизации 159 градусов но и обладает уникальными свойствами), и какая из резины будет покажет лучшие результаты и по каким показателям я не знаю. Я экспериментирую но где возможно пытаюсь расчитывать. Но ряд проблем которые мне приходится решать, я озвучил. Получил различные варианты по решению проблемы.

[proxy3d]

Разве?

толщина нити нитинола 0.25 мм, длина от 5 см до 30 см.

элемент петье на ваших фото очень громодский. обернуть в полупроводники нитиноловую нить такой толщины при этом, чтобы она осталась гибкой таким образом не возможно. как вариант - это покрыть нитиноловую нить тепло проводящим полимером и использовать его как один из материалов у термопары. Затем сверху слой резины, и выше материал медное напыление, который используется как второй материал у термопары и на медь напыление полимера, который отводит тепло.

 

другой вариант - это как сказано выше, это поместить нитинол в жидкие трубки - наподобие сосудов у человека, и для охлаждения пускать по ним охлаждающий раствор. но этот вариант хорош только для систем с постоянным охлаждением. мне же нужно получить охлаждение в течении доли секунд, и наоборот стечении доли секунд выключить его. с растворам протекающим по трубкам - это кажется нереально.

Другой вариант это вызывать какую то хим реакцию. которая бы протекала мгновенно (с учетом того что толщина сосуда миллиметры а длина порядка 5-30 см) и при этой реакции происходило бы охлаждением. Но в данном случае нужно, чтобы она была обратима.

Изменено 4 Ноября, 2012 в 19:18 пользователем proxy3d