Σάββατο, 13 Απριλίου 2019

Μηχανικοί ανέπτυξαν το ψυγείο του μέλλοντος, που θα είναι τρεις φορές πιο αποτελεσματικό από ένα συμβατικό

Μηχανικοί ανέπτυξαν το ψυγείο του μέλλοντος, ένα εντελώς νέο ψυγείο που θα είναι τρεις φορές πιο αποτελεσματικό από ένα σύγχρονο.
Δημιούργησαν ένα ασυνήθιστο σύστημα θέρμανσης-ψύξης, που όταν χρησιμοποιείται στην ψύξη, μπορεί να είναι τουλάχιστον τρεις φορές πιο αποτελεσματικό από τις σύγχρονες παρόμοιες συσκευές, για να μην αναφέρουμε και άλλα πλεονεκτήματα.
 (η ουσία αυτής της γεννήτριας ψύξης βρίσκεται σε έναν περιστρεφόμενο κύλινδρο, στον οποίο τυλίγεται σύρμα νιτινόλης. Το nitinol (ένα μοναδικό σχετικά φθηνό κράμα) είναι ικανό να απορροφά θερμότητα όταν διογκώνεται και όταν επιστρέφει στην αρχική του θέση, μπορεί να την εκπέμψει).
 στο μέλλον κατά τη δημιουργία βιομηχανικών μονάδων αυτού του τύπου, οι δείκτες μπορούν να βελτιωθούν αρκετές φορές.
 Επιπλέον, αυτό το ψυγείο δεν καταναλώνει τοξικές ουσίες (φιλικό προς το περιβάλλον) και δεν απαιτεί σωλήνες (ερμητικού κυκλώματος), εναλλάκτες θερμότητας και άλλους ενδιάμεσους συνδέσμους.
********************
Γερμανία, ερευνητική ομάδα χρησιμοποιεί τεχνητούς μύες για να αναπτύξει ένα μελλοντικό ψυκτικό μηχάνημα.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ψύχει ή να θερμαίνει τον αέρα σε ένα δωμάτιο ή για να ψύχει ή να θερμαίνει τα υγρά.
Μοιάζει με κάτι που ίσως είχε βρει ο gadgeteer στις ταινίες James Bond και μεταφέρει την επιστημονική φαντασία στην πραγματική ζωή.
 Η πρωτότυπη συσκευή, αναπτύχθηκε από μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τους καθηγητές Stefan Seelecke και Andreas Schütze στο Πανεπιστήμιο Saarland.
είναι σε θέση να μεταφέρει τη θερμότητα χρησιμοποιώντας τεχνητούς «μυς» από νικέλιο-τιτάνιο.
το κράμα μετάλλων από Νικέλιο (Ni) και Τιτάνιο (Ti), σε αναλογία μεταξύ τους, περίπου ίση με τους ατομικούς τους αριθμούς, είναι γνωστό ως νιτινόλη.
Το κράμα Νιτινόλης παρουσιάζει δύο μοναδικές ιδιότητες, την θερμική μνήμη μορφής και την υπερελαστικότητα ή αλλιώς ψευδοελαστικότητα.
Θερμική μνήμη μορφής, ονομάζεται η ικανότητα του μετάλλου, να επανέρχεται στην αρχική του μορφή, παρά τις όποιες παραμορφώσεις έχει υποστεί, όταν η θερμοκρασία του ξεπεράσει μια συγκεκριμένη τιμή, που ονομάζεται "θερμοκρασία μετασχηματισμού".
Η υπερελαστικότητα εμφανίζεται λίγο πιο πάνω από την θερμοκρασία μετασχηματισμού, όπου το υλικό δεν χρειάζεται πρόσθετη θερμότητα για να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση και παρουσιάζει ελαστικές ιδιότητες έως 30 φορές μεγαλύτερες από ένα συνηθισμένο μέταλλο.
Πρόκειται για  εξαιρετικά βιοσυμβατό υλικό και έχει βρει τεράστιες εφαρμογές σε διάφορους κλάδους της ιατρικής.
σε ερευνητικό επίπεδο ανήκει σε μια κατηγορία των έξυπνων υλικών που κατά το σχεδιασμό τους έχουν ενσωματώσει τη δομική ικανότητα επιδιόρθωσης.
η ασυνήθιστη ιδιότητα του είναι ο λόγος για τον οποίο η νιτινόλη (nitinol) αναφέρεται επίσης ως "έξυπνο κράμα" (smart alloy)  ή ως "μυϊκό σύρμα" (muscle wire).
 Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή και το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ έχουν αξιολογήσει τη νέα διαδικασία και τη θεωρούν ως την πλέον ελπιδοφόρα εναλλακτική τεχνολογία στα υφιστάμενα συστήματα ψύξης με συμπίεση ατμού.
Η ομάδα των μηχανικών του Saarbrücken παρουσίασε την εναλλακτική αυτή τεχνολογία, στο φετινό Hannover Messe από τις 1 έως τις 5 Απριλίου στο Saarland Research and Innovation Stand.
Οι κανόνες είναι αρκετά σαφείς: Για να ψύξετε κάτι, πρέπει να αφαιρέσετε τη θερμότητα από αυτό. Και για να ζεσταθεί κάτι, πρέπει να τροφοδοτηθεί με θερμική ενέργεια. Το πρωτότυπο σύστημα που έχουν αναπτύξει οι μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο του Saarland κάνει και τα δύο αυτά πράγματα.
Αλλά το σύστημα τους μεταφέρει τη θερμότητα χρησιμοποιώντας μια νέα μέθοδο που αποφεύγει τα προβλήματα και μειονεκτήματα που συνδέονται με τα συμβατικά συστήματα θέρμανσης και ψύξης.
"Το σύστημά μας λειτουργεί χωρίς τα συμβατικά ψυκτικά μέσα που είναι τόσο επιβλαβή για το περιβάλλον", εξηγεί ο καθηγητής Andreas Schütze του Πανεπιστημίου του Saarland, ειδικός στον τομέα της τεχνολογίας αισθητήρων και μετρήσεων (expert in the field of sensor and measuring technology).
"Η βασική αρχή είναι απλή και βασικά περιλαμβάνει την υποβολή ενός συγκεκριμένου κράματος με μνήμη μορφής shape-memory alloy (SMA) - σε αυτή την περίπτωση του νικελίου-τιτανίου - σε ελεγχόμενους κύκλους φόρτωσης / εκφόρτωσης" εξήγησε ο καθηγητής Stefan Seelecke, που έχει την έδρα του στο Intelligent Material Systems στο Πανεπιστήμιο του Saarland.
Δημιούργησαν το πρώτο ψυκτικό μηχάνημα συνεχούς λειτουργίας που ψύχει αέρα χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Η συσκευή μπορεί να λειτουργήσει είτε ως αντλία θερμότητας είτε ως ψυγείο.
Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου του Saarland και του Zema (Center for Mechatronics and Automation Technology) στο Saarbrücken χρησιμοποίησαν, εδώ και πολλά χρόνια, ένα συνδυασμό πειραματικών ερευνών και αριθμητικής μοντελοποίησης,για να είναι σε θέση να προσδιορίσουν τον τρόπο με τον οποίο θα μεγιστοποιήσουν την αποτελεσματικότητα του υποκείμενου μηχανισμού.Χρησιμοποιούν επίσης μια θερμική κάμερα για την ακριβή ανάλυση των τρόπων θέρμανσης και ψύξης.
Ανέπτυξαν ένα πρόγραμμα λογισμικού που  επιτρέπει να συντονίσουν με ακρίβεια την τεχνολογία θέρμανσης και ψύξης σε έναν υπολογιστή για συγκεκριμένες εφαρμογές .
 Μόλις ολοκληρωθεί η μοντελοποίηση και ο σχεδιασμός του υπολογιστή, τότε μπορεί να κατασκευαστεί το σύστημα "
Αυτή η βασική έρευνα μπορεί να έχει ενδιαφέρουσες βιομηχανικές εφαρμογές, καθώς η νέα τεχνολογία θέρμανσης και ψύξης που αναπτύχθηκε στο Saarbrücken είναι πολύ αποδοτική.
το νέο σύστημα θα είναι τουλάχιστον δύο φορές καλύτερο από μια συμβατική αντλία θερμότητας και τρεις φορές καλύτερο από ένα συμβατικό ψυγείο.
 "Η νέα αυτή τεχνολογία είναι επίσης φιλική προς το περιβάλλον και δεν βλάπτει το κλίμα, καθώς ο μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας δεν χρησιμοποιεί υγρά ή ατμούς.
Η ομάδα αυτή τη στιγμή εργάζεται για την περαιτέρω βελτιστοποίηση της μεταφοράς θερμότητας εντός του συστήματος, προκειμένου να αυξήσει ακόμη περισσότερο την αποδοτικότητα της νέας τεχνολογίας.
"Στόχος τους είναι να φτάσουν σε ένα στάδιο όπου σχεδόν όλη η ενέργεια από τη μετάβαση φάσης θα  χρησιμοποιείται για θέρμανση ή ψύξη "
*********************
Τέτοιες ανακαλύψεις και εφευρέσεις, προκαλούν κατά πρώτον τον θαυμασμό μας και κατά δεύτερον γιατί εξαφανίζονται από την προσοχή δημοσιογράφων, επιστημόνων και γενικότερα? Παράξενο...
είναι δύσκολο να πούμε με βεβαιότητα ποιος εφηύρε το πρώτο ψυγείο στον κόσμο. Αρκετοί άνθρωποι μπορούν να διεκδικήσουν το ρόλο του εφευρέτη. Ο όρος "ψυγείο" τέθηκε σε χρήση το 1800. Αυτό το όνομα δόθηκε στην εφεύρεσή του από τον Thomas Moore. Η δομή ήταν μεταλλικό κιβώτιο φορτωμένο με πάγο και καλυμμένο με δέρματα κουνελιού. Αργότερα, το 1805, ο Oliver Evans από την Αμερική δημιούργησε μια ψυκτική μηχανή, η αρχή της οποίας βασίστηκε στη συμπίεση ατμού.
Το πρώτο ψυγείο με τη χρήση συμπιεστή (έτσι λειτουργεί μια σύγχρονη μονάδα) προσφέρθηκε στο κοινό το 1841 από έναν γιατρό των ΗΠΑ, τον John Gorrie. Αλλά πριν από τη μαζική παραγωγή και χρήση των ψυγείων, χρειάστηκε άλλος ένας αιώνας ..
πηγές 13-3-2019
https://esoreiter.ru/index.php?id=0419/12-04-2019-090637.html&dat=news&list=04.2019

https://phys.org/news/2019-03-team-artificial-muscles-air-conditioner.html

Δεν υπάρχουν σχόλια: