مطالعه تجربي و تخمين ضريب هدايت حرارتي توده كربن فعال شده و بررسي تاثيرات دانه بندي و چگالي توده كربن بر آن

كارشناسي ارشد

چكيده با توجه به مزاياي استفاده از سيستم هاي سرمايش جذبي و همچنين استفاده از كربن فعال به عنوان يك جاذب مناسب در كاربرد هاي مختلف صنعتي، تحقيق و پژوهش بر روي خواص فيزيكي، شيميايي و ترموديناميكي اين جاذب امري ضروري است. لذا در اين تحقيق در قالب يك پژوهش تجربي، به منظور بهينه نمودن شرايط استفاده از اين ماده در كاربرد هاي مختلف، نسبت به بررسي اثرات اندازه دانه‌بندي هاي متفاوت و همچنين دانسيته‌هاي مختلف كربن بر ضرايب هدايت حرارتي و مقاومت تماسي توده كربن گرانولي پرداخته شده است. روش استفاده شده در اين پژوهش اعمال شوك حرارتي بر مرز سيستم و بررسي پاسخ هاي حرارتي ناشي از آن مي‌باشد. براي اين منظور از يك نمونه استوانه‌اي جدار نازك كه از كربن فعال گرانولي پر شده است استفاده گرديد. بدين ترتيب كه پس از غوطه‌ور نمودن نمونه در آب 90 درجه سانتي‌گراد دماي مركز و سطح استوانه به كمك سنسور‌هاي حرارتي اندازه‌گيري و ثبت گرديد تا با نتايج حاصل از شبيه سازي مقايسه گردد. براي اين منظور از يك روش عددي معكوس براي محاسبه درجه حرارت استفاده شد تا با استفاده از تابع ميانگين خطاي مربعات انحراف موجود ميان دماي حاصل از اندازه گيري و دماي محاسبه شده بدست آيد. در نهايت با بهينه سازي ميزان خطا (تابع MSE) ضرايب هدايت حرارتي مربوط به كمترين خطا به عنوان نتيجه مطلوب استخراج گرديد. نتايج بدست آمده نشان داد كه كاهش اندازه دانه بندي كربن و همچنين افزايش دانسيته توده كربن مي تواند موجب بهبود انتقال حرارت گردد و در نتيجه منجر به افزايش مقادير ضرايب هدايت حرارتي گردد. مقادير اين پارامترها براي كربن فعال گرانولي مورد نظر كه برپايه پوست نارگيل مي باشد استخراج گرديد تا در مطالعات بعدي در زمينه جذب و همينطور طراحي سيستمهاي سرمايشي مورد استفاده قرار گيرد. واژه‌هاي كليدي: كربن فعال گرانولي، ضريب هدايت حرارتي، اندازه‌دانه بندي، دانسيته كربن

187800

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك - تبديل انر‍زي

دكتر مجيد سياوشي