8338

مطالعه آزمايشگاهي فرآيند ذوب مواد تغيير فاز دهنده بهبود يافته با فوم فلز ي

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1401

دكتر مجيد سياوشي

دكتر حميد صفاري

1402/01/15

مهندسي مكانيك

Laboratory study of melting process of phase change material improved with metal foam

مواد تغيير دهنده فاز (PCM) موادي هستند كه براي كنترل درجه حرارت سيستم هاي حرارتي به كار مي روند. اين مواد بدون استفاده از تجهيزات مكانيكي و به صورت كاملا هوشمند و تنها از طريق تمايل ذاتي به تغيير فاز، به طور طبيعي خود را با نوسانات محيط تطبيق داده و كاهش مصرف انرژي را به دنبال دارند. با توجه به اهميت مساله بهينه سازي مصرف انرژي در صنايع، نيروگاهها و ساختمانها، ذخيره سازي انرژي حرارتي و استفاده از مواد تغيير فاز دهنده در سال هاي اخير، به عنوان يك مساله مهم و اساسي مورد توجه بسياري از محققين و پژوهشگران قرار گرفته است. عليرغم مزاياي PCM ها، هدايت حرارتي آنها بسيار كم است. روش هاي متنوعي به منظور بهبود ضريب هدايت حرارتي مواد تغييرفازدهنده مانند استفاده از فين(پره)، كپسوله كردن، نانوذرات فلزي و فوم فلزي و... وجود دارد. در ميان اين تقويت كننده هاي انتقال حرارت، فوم فلزي سلول باز نوعي محيط متخلخل است كه به عنوان يك ماده موثر براي افزايش انتقال حرارت درحال ظهور است. فوم فلزي داراي تخلخل بسيار بالا، داراي نسبت سطح به حجم زياد و هدايت حرارتي بالا مي باشد، فوم فلزي به عنوان محرك هدايت حرارتي به دليل وجود منافذ فراوان و اتصال خوب منافذ در كاربردهاي مختلفي مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از اين محيط متخلخل موجب افزايش مطلوب ضريب هدايت حرارتي ماده تغييرفازدهنده ميشود. در اين پايان نامه به تحقيقات آزمايشگاهي فرآيند ذوب پارافين در حضور فوم فلزي و بدون فوم فلزي و همچنين تاثير فوم فلزي در ميزان افزايش ضريب هدايت حرارتي پارافين و مقايسه نحوه پيشروي جبهه ذوب در دو حالت پرداخته شده است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد پس از گذشت ساعت هاي ابتدايي آزمايش هدايت حرارتي پارافين بين 8 تا 10 برابر افزايش يافته است كه نشان از افزايش ضريب هدايت حرارتي پارافين در محيط متخلخل دارد، مي توان از نتايج به دست آمده از اين آزمايش براي مطابقت با روش تئوري استفاده كرد. در اين آزمايش از پارافين به عنوان ماده تغييرفازدهنده و از فوم فلزي سلول باز مس به منظور افزايش ضريب هدايت حرارتي پارافين استفاده شده است.

مواد تغيير دهنده فاز , فوم فلزي , تخلخل , پارافين