Усули самараноктар, каммасраф, сабз ва сайёри хунуккунӣ самти ҷустуҷӯи пайвастаи инсон аст.Ба наздикӣ, як мақолаи онлайн дар маҷаллаи Science дар бораи як стратегияи нави яхдон, ки аз ҷониби як гурӯҳи тадқиқотии олимони чинӣ ва амрикоӣ кашф шудааст - "яхдони гармии torsional" гузориш дод.Гурӯҳи тадқиқотӣ муайян кард, ки тағир додани гардиши дохили нахҳо метавонад ба хунукӣ ноил шавад.Аз сабаби самаранокии баландтари яхдон, андозаи хурдтар ва ба масолеҳи оддии гуногун татбиқшаванда, «яхдони гармии печида» дар асоси ин технология низ умедбахш шудааст.
Ин комёбӣ аз тадқиқоти муштараки гурӯҳи профессор Лю Зунфэн аз Лабораторияи асосии давлатии биологияи химияи доруворӣ, Мактаби дорусозӣ ва лабораторияи асосии полимерҳои функсионалии Вазорати маорифи Донишгоҳи Нанкай ва дастаи Рэй Х. Баугман ба даст омадааст. , профессори Донишгоҳи давлатии Техас, Филиали Даллас ва Ян Шисиан, доценти Донишгоҳи Нанкай.
Танҳо ҳароратро паст кунед ва онро печонед
Тибқи маълумоти Пажӯҳишгоҳи Байналмилалии Тадқиқот оид ба яхдонҳо, истеъмоли нерӯи барқи кондитсионерҳо ва яхдонҳо дар ҷаҳон ҳоло тақрибан 20% истеъмоли ҷаҳонии нерӯи барқро ташкил медиҳад.Принсипи ба таври васеъ истифодашавандаи яхдонҳои фишурдасозии ҳаво имрӯзҳо умуман самаранокии Карноро камтар аз 60% дорад ва газҳое, ки тавассути равандҳои анъанавии яхдон хориҷ мешаванд, гармшавии глобалиро шадидтар мекунанд.Бо афзоиши талабот ба яхдон аз ҷониби одамон, омӯхтани назарияҳо ва роҳҳои нави яхдон барои минбаъд беҳтар кардани самаранокии яхдон, кам кардани хароҷот ва кам кардани андозаи таҷҳизоти яхдон вазифаи таъхирнопазир гардид.
Каучуки табиӣ ҳангоми дароз кардан гармӣ тавлид мекунад, аммо пас аз кашидан ҳарорат паст мешавад.Ин падидаро “яхдони гармии чандирӣ” меноманд, ки ҳанӯз дар ибтидои асри 19 кашф шудааст.Аммо, барои ба даст овардани таъсири хуби хунуккунӣ, резина бояд то 6-7 маротиба дарозии худ дароз карда шавад ва пас аз он кашида шавад.Ин маънои онро дорад, ки яхдон ҳаҷми калонро талаб мекунад.Гузашта аз ин, самаранокии кунунии Карно дар "яхдони гармӣ" нисбатан паст аст, одатан танҳо тақрибан 32%.
Тавассути технологияи "сардшавии чархзананда", муҳаққиқон эластомери резинии нахдорро ду маротиба дароз карданд (100% шиддат), сипас ҳарду нӯги онро собит карданд ва аз як канори онро печонида, сохтори Superhelix ташкил доданд.Пас аз он, тез кашол ёфта, харорати наххои резинй 15,5 дарача паст шуд.
Ин натиҷа назар ба эффекти хунуккунӣ бо истифода аз технологияи "яхдони гармии эластики" баландтар аст: резина, ки 7 маротиба дарозтар кашида шудааст, даргир мешавад ва то 12,2 дараҷа сард мешавад.Аммо, агар каучук печида ва дароз карда шавад ва дар як вакт озод карда шавад, «яхдони термикии торсионй» метавонад то 16,4 дарача хунук шавад.Лю Зунфэн гуфт, ки дар зери таъсири ҳамон хунуккунӣ, ҳаҷми резинии "яхдони гармии торсионӣ" танҳо аз се ду ҳиссаи резини "яхдони гармии чандирӣ" аст ва самаранокии Carnot метавонад ба 67% мерасад, ки аз принсипи ҳаво хеле болотар аст. яхдони компрессорӣ.
Хатти моҳидорӣ ва хати бофандагӣ низ метавонад хунук карда шавад
Тадқиқотчиён муаррифӣ карданд, ки барои такмил додани резин ҳамчун маводи "хӯдии гармии торсионалӣ" ҳанӯз имкони зиёд вуҷуд дорад.Масалан, резинӣ дорои сохтори мулоим аст ва барои ноил шудан ба сардшавии назаррас гардиши зиёдеро талаб мекунад.Суръати гармигузаронии он суст буда, масъалахоеро, ки истифодабарии такрорй ва устувории масолех баранд, ба назар гирифтан лозим аст.Аз ин рӯ, омӯхтани дигар маводҳои "яхдони торсионалӣ" як самти муҳими пешрафт барои гурӯҳи тадқиқотӣ гардид.
Ҷолиб он аст, ки мо фаҳмидем, ки схемаи «сардшавии гармии чархзананда» ба хатҳои моҳидорӣ ва нассоҷӣ низ татбиқ мешавад.Пештар одамон намефаҳмиданд, ки ин маводи оддиро барои хунуккунӣ истифода бурдан мумкин аст "гуфт Лю Зунфэн.
Муҳаққиқон аввал ин нахҳои полимерии сахтро печонида, сохтори спиралӣ ба вуҷуд оварданд.Дароз кардани спирал метавонад ҳароратро баланд кунад, аммо пас аз кашидани спирал ҳарорат паст мешавад.
Таҷриба нишон дод, ки бо истифода аз технологияи "сардшавии гармии чархзанӣ" сими бофташудаи полиэтиленӣ метавонад пастшавии ҳароратро то 5,1 дараҷа эҷод кунад, дар ҳоле ки мавод бевосита дароз карда мешавад ва бидуни тағирёбии ҳарорат тақрибан ба мушоҳида намерасад.Принсипи «сардшавии гармии чархзании» ин навъи нахи полиэтиленї аз он иборат аст, ки њангоми кашишхўрї гардиши дохилии спирал кам шуда, боиси таѓйирёбии энергия мегардад.Лю Зунфэн гуфт, ки ин маводи нисбатан сахт нисбат ба нахҳои резинӣ устувортаранд ва суръати хунуккунӣ ҳатто ҳангоми хеле кӯтоҳ дароз кардан аз резина зиёдтар аст.
Муҳаққиқон инчунин муайян карданд, ки истифодаи технологияи "сардшавии гармии буришӣ" ба хӯлаҳои хотираи шакли титании никел бо қувваи баландтар ва интиқоли зудтари гармӣ ба иҷрои беҳтари хунуккунӣ оварда мерасонад ва барои ноил шудан ба таъсири бештари хунуккунӣ танҳо як гардиши камтар лозим аст.
Масалан, бо хам печондани чор сими хӯлаи титани никелӣ, пастшавии максималии ҳарорат пас аз кушодан метавонад ба 20,8 дараҷа ва пастравии миёнаи ҳарорати умумӣ низ метавонад ба 18,2 дараҷа мерасад.Ин каме баландтар аз хунуккунии 17,0 дараҷа, ки бо истифода аз технологияи "яхдони гармӣ" ба даст омадааст.Як давраи яхдон танҳо тақрибан 30 сонияро мегирад, "гуфт Лю Зунфенг.
Технологияи навро дар оянда дар яхдонхо истифода бурдан мумкин аст
Тадқиқотчиён бар асоси технологияи “яхдони гармии чархзананда” модели яхдонеро сохтаанд, ки метавонад оби равонро сард кунад.Онҳо се сими хӯлаи титани никелиро ҳамчун маводи хунуккунӣ истифода бурданд, ки дар як сантиметр 0,87 гардиш гардиш карда, ба хунукии 7,7 дараҷа ноил шуданд.
Ин кашфиёт то тиҷоратисозии "яхдонҳои гармии печида" бо ҳам имкониятҳо ва ҳам мушкилот ҳанӯз роҳи зиёдеро тай кардан лозим аст "гуфт Рэй Боуман.Лю Зунфэн мӯътақид аст, ки технологияи нави яхдон, ки дар ин таҳқиқот кашф шудааст, бахши навро дар соҳаи яхдон тавсеа додааст.Он роҳи нави кам кардани сарфи энергияро дар соҳаи яхдон фароҳам меорад.
Боз як падидаи махсус дар "яхдони гармии торсионалӣ" ин аст, ки қисмҳои гуногуни нах ҳарорати гуногунро нишон медиҳанд, ки аз тақсимоти даврии спирал дар натиҷаи печонидани нах дар самти дарозии нах ба вуҷуд меояд.Муҳаққиқон сатҳи сими хӯлаи титани никелро бо рӯйпӯши термохромизм пӯшониданд, то нахи рангро тағирдиҳандаи "сардшавии гардиш" созанд.Дар ҷараёни гардиш ва печидан нах ба тағирёбии ранги баръакс дучор мешавад.Он метавонад ҳамчун як навъи нави элементи ҳассос барои ченкунии оптикии дурдасти нах истифода шавад.Масалан, бо чашми оддй мушохида кардани тагйироти ранг метавон донист, ки масофа дар масофа чанд гардиш кардааст, ки ин сенсори хеле содда аст."Лю Зунфэн гуфт, ки дар асоси принсипи" сардшавии гармии торсионалӣ ", баъзе нахҳоро инчунин барои матоъҳои интеллектуалии тағир додани ранг истифода бурдан мумкин аст.
Вақти фиристодан: июл-13-2023