我们的身体会利用逆流换热的方式来高效保暖。具体做法是将流入的血管与流出的血管紧邻排列,并通过特定的机制来实现热量的交换。永远将货物从即将离港的船只转移至即将靠港的船只,整个过程直至货物被安全装载至船上核心区域为止。
顺便说一下,逆流流动的原理也应用于我们的肾脏系统,帮助将化学物质从尿液中排出或吸收进血液中。
这些模型是基于珀尔帖效应的多级逆流热泵的连接部件。该热泵旨在为"核心"内部的空气降温(或升温),同时保持各级温度梯度尽可能小。
当前设计方案需要使用40毫米PVC管(外径42.78毫米,内径38.54毫米,数据来自Bunnings 40毫米PVC管),以及TEC1 12706热电冷却模块(0-12V,6A)。珀尔帖元件应放置在40毫米PVC管约35毫米长的管段内,并使用额外的密封胶防止空气泄漏,随后将其安装在管帽上,管道上预留的孔洞用于电线布线。多级阵列的两端各安装一个波士顿13毫米透明PVC软管)。
需要将40毫米的管道稍微打磨一下,以便安装珀尔帖元件(每侧约0.6毫米,这样通过利用PVC材料的弹性来实现摩擦配合,从而将元件固定到位)。或者,也可以将管道扭曲成椭圆形;目前我正计划采用这种变形方法来安装元件。
随着阶段数量的增加,珀尔帖阵列的能量效益也会随之提升。据我估算,若想超越单阶段设计(每个阶段的温度梯度均为2°C),至少需要5个阶段
注意:这部分内容基本未经测试,我不确定它是否能正常运行。
我的初步实验表明,一节AA电池足以在TEC1 12706热电制冷器上建立至少4摄氏度的温度梯度。假设温度以线性方式递增,那么四节提供6伏电压的AA电池应该足以在四个阶段中分别建立4摄氏度的温度梯度,从而实现整体16摄氏度的温度梯度(例如,从21摄氏度的室温降至5摄氏度)。
我目前的工作模型使用橡皮泥而非胶水来连接各个阶段,并提供一定程度的防漏保护。在核心端,我使用了一个1公斤的酸奶容器;在外部端的热侧(正极),我使用了约20毫米的PVC管道;这些管道将连接到一个120毫米的漏斗上,该漏斗同时连接到一个120毫米的CPU风扇,用于吸入空气和散热。
欲了解更多相关理论及背后的工作原理,请点击此处查看:
https://gringer.gitlab.io/presentation-notes/2018/10/03/two-lines-on-everything/#2020-jun-17
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