12554

كاربرد مواد تغيير فاز دهنده در سامانه هاي فضايي

1401

دكتر سيد حسن هاشم آبادي

سوختهاي فسيلي منبع اصلي انرژي هستند و استفاده مداوم از آنها به محيطزيست كرهزمين آسيب ميرساند. سوزاندن سوختهاي فسيلي باعث انتشار آلايندههايي در هوا ميشود كه براي انسان و محيطزيست مضر است و منجر به اثر گازهاي گلخانهاي ميشود، بنابراين صرفهجويي در مصرف آنها حائز اهميت ميباشد. مواد تغيير فازدهنده، موادي هستند كه براي كنترل درجه حرارت سيستم هاي حرارتي به كار ميروند. 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. ذخيره انرژي گرمايي در اين مواد، درطي فرآيند تغيير فاز (تغيير حالت از جامد به مايع يا بالعكس) اتفاق ميافتد. اين مواد به هنگام تغيير فاز از جامد به مايع يا از مايع به جامد، اين گرما را از محيط جذب نموده و يا به محيط پس ميدهند. توسعه فناوري نانو موجب بالا بردن توانايي اين دسته از مواد براي جذب و آزادسازي انرژي گرمايي شده است. اين دسته از مواد داراي كاربردهاي وسيعي در هوافضا، صنايع الكترونيكي، مخابرات، ساختمانهاي تجاري و مسكوني، سيستمهاي حرارتي گلخانهاي، صنايع نساجي و بستهبندي محصولات دارند. هر ماهوارهاي كه در مدار پايين زمين قرار دارد در طول مدت گردش خود در معرض دو شرايط حرارتي متمايز قرار ميگيرد: گرمي شديد و سردي شديد. مواد تغيير فازدهنده داراي آنتـالپي ذوب بـالايي هسـتند كـه در طـول فرآينـدهـاي ذوب و انجمـاد، بـا توانايي ذخيره و آزادسازي مقادير بزرگـي از انـرژي تحـت عنـوان گرمـاي نهـان مـورد اسـتفاده قـرار مـيگيرند. در اين پروژه با بكارگيري نانو الياف كربني به منظور بالا بردن ميزان هدايت حرارتي مواد تغيير فاز دهنده و استفاده از ميكروكپسول به جهت بالا بردن مقاومت مكانيكي و كنترل حجم مواد تغيير فازدهنده اقدام به عمل مي آيد. پس از بررسي منابع، اهميت و پركاربرد بودن واكس پارافيني و ماده نرمال اكتادكان به عنوان هسته و استفاده از ملامين رزين، پلي يورا، پلي استايرن به عنوان پوشش هسته همراه با بكاربردن فناوري نانو از جمله نانو الياف كربني و نانو گرافيت مشخص گشت كه منجر به اغنا كردن ويژگيهاي لازم براي استفاده از مواد تغيير فازدهنده در ماهوارهها و سيستمهاي فضايي ميشود.

9/30/2023 12:00:00 AM

80498

1402/07/29

Application of phase change materials in space systems

مواد تغيير فازدهنده , فناوري نانو , ماهواره , ذخيره گرما , انرژي حرارتي

Phase change materials (PCM) , Nanotechnology , Satellite , Heat storage , Thermal energy