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Refrigerators and Heat Pumps01:07

Refrigerators and Heat Pumps

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Refrigerators or heat pumps are heat engines operating in a reverse direction. For a refrigerator, the focus is on removing heat from a specific area, whereas, for a heat pump, the focus is on dumping heat into one particular area. A refrigerator (or heat pump) absorbs heat Qc from the cold reservoir at Kelvin temperature Tc and discards heat Qh to the hot reservoir at Kelvin temperature Th, while work W is done on the engine’s working substance.
A household refrigerator removes heat from...
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Power Factor Correction01:20

Power Factor Correction

172
The power transmission to a factory involves the transfer of apparent power, a combination of active and reactive power. The power factor measures how effectively electrical power is converted into useful work output. The ratio of the real power (KW) that does the work to the apparent power (KVA) supplied to the circuit.
172
Faraday Disk Dynamo01:23

Faraday Disk Dynamo

2.2K
A Faraday disk dynamo is a DC generator, producing an emf that is constant in time. It consists of a conducting disk that rotates with a constant angular velocity in the magnetic field, perpendicular to the disk's plane. The rotation of the disk causes a change in magnetic flux, which induces an emf, causing opposite charges to develop on the rim and in the center of the disk. The polarity of the induced emf can be determined by the direction of the magnetic field and the direction of the...
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  • 1State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Interdisciplinary Research Center, Institute of Refrigeration and Cryogenics, and MOE Key Laboratory for Power Machinery and Engineering, School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China.

Nature
|May 8, 2024
PubMed
まとめ

電気熱の新型薄膜装置は,自己循環冷却のための電気熱力学的シネージーを利用しています. この突破は,外部ドライバなしで高い冷却電力密度と性能係数 (COP) を提供し,効率的な局所的な熱管理を可能にします.

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科学分野:

  • 材料科学
  • 熱力学について
  • 固体物理学

背景:

  • 介電性材料には,電熱効果と電圧効果が共存し,高度な熱管理の可能性を提供します.
  • 現在の電熱冷蔵庫は,外部の運転アクセサリに依存しているため,冷却電力密度と性能係数 (COP) の制限に直面しています.
  • 軽量でコンパクトな局所的な熱管理を実現するには 自律循環装置の開発が不可欠です

研究 の 目的:

  • 自転制冷却のための電気カロリーと電圧効果を統合した電気カロリー薄膜装置の開発.
  • 熱管理を強化するために,ポリメリック・フェロエレクトリックの電気熱力学的な相乗効果を活用する.
  • コンパクトで効率的で 外部ドライバーのない冷蔵庫のプロトタイプを デモンストレーションする

主な方法:

  • ポリメリック・フェロエレクトリックを使用した30μm厚の電熱薄膜装置の製造.
  • 単発のAC電気刺激を用いて,自己循環の熱的および機械的アクチュエーションを誘導する.
  • 温度帯域で冷却電力密度と性能係数 (COP) の直接測定

主要な成果:

  • 装置は冷却電力密度6.5W/gとピークCOPをゼロ温度範囲で58を超えました.
  • 約24のCOPは,オープン環境で4Kの温度範囲で記録され,それは32%の熱力学的効率を表しています.
  • 薄膜冷蔵庫は,電子チップに適用されたとき,受動的な冷却と比較して,追加の17.5Kの温度低下を示しました.

結論:

  • 開発された電気カロリー薄膜装置は,自己循環冷却のための電気熱力学的相乗効果を成功裏に統合し,外部ドライバーの必要性を排除します.
  • この装置は,効率的な局所的な熱管理ソリューションの道を開くことで,冷却電力密度とCOPを大幅に改善します.
  • この柔らかいポリメリック冷蔵庫は 電子機器やそれ以外にも 自動で局所的な熱管理のための有望な技術です