12621

12621

مدلسازي انتقال حرارت محيط¬هاي متخلخل عايق حرارتي سراميكي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

دي 1392

دي 1392

دكتر كثيري

دكتر حقيقي

چكيده مدل¬سازي انتقال حرارت محيط¬هاي متخلخل عايق حرارتي سراميكي براي شناخت مكانيزم¬هاي انتقال حرارت و تاثيرپذيري آن¬ها از پارامترهاي فرآيندي و محيطي ضروري است. اين شناخت براي ارائه يك مدل جامع از ضريب موثر انتقال حرارت از اين محيط¬ها در اين پژوهش به‌كار گرفته شد. ارائه يك مدل جامع ضريب موثر انتقال حرارت با استفاده از روش تقريب محيط موثر با توجه به ساختار همگن و همسانگرد عايق¬هاي حرارتي سراميكي در طراحي فرآيندهاي حرارتي بسيار پركاربرد است. امكان استفاده از مدل تعميم¬يافته خود سازگار با قابليت تخمين دقيق ضريب موثر انتقال حرارت در كامپوزيت‌ها در اين پژوهش براي جسم متخلخل بررسي شد. اين رابطه تاثير پارامترهاي مختلف بر روي انتقال حرارت از اجسام متخلخل را با سه پارامتر ضريب انتقال حرارتي رسانش ظاهري هوا، ضرايب رسانشي انتقال حرارتي ماتريكس و تخلخل به طور تحليلي در نظر مي-گيرد. ضريب انتقال حرارتي رسانش ظاهري هوا به طور غيرمستقيم اثرهاي اندازه¬ و شكل حفره¬ها، گراديان دما، دماي فيلمي متوسط، خواص ترموفيزيكي ماتريكس و هواي محبوس در فاز پراكنده را در خود مي¬گنجاند. اين عبارت تابع دو عدد بدون بعد ريلي و نسبت ضرايب رسانشي ماتريكس و هواي محبوس در حفره¬ها تشخيص داده شد. رابطه¬ي همبستگي براي اين عبارت با استفاده از نتايج شبيه¬سازي يك محيط متخلخل با استفاده از نرم¬افزار فلوئنت ارائه شد و براي كاربردهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. در انتها و جهت ارزيابي، معادله‌ي ضريب موثر انتقال حرارت بدست آمده با تعدادي از كاربردهاي عايق‌هاي متخلخل سراميكي مختلف مقايسه شد و تطابق خوبي بين نتايج تجربي و تئوري با انحراف معيارهاي مناسب بدست آمد. در مقايسه‌ي نتايج تجربي بدست آمده براي عايق‌هاي مخزن گازهاي مايع با معادله‌ي انتقال حرارت موثر و عايق‌هاي ديرگداز تاييد شده‌ي آزمايشگاه سنتز دانشگاه علم و صنعت، انحراف معيار در حدود 1/0 % بوده و همچنين انحراف معيار ناشي از نتايج بدست آمده پليمرهاي سيليكاتي در حدود 1 % بوده است. كلمات كليدي عايق¬هاي حرارتي سراميكي؛ شبيه¬سازي؛ ضريب موثر انتقال حرارت؛ محيط متخلخل