مطالعه تجربي رفتار حرارتي مواد تغيير فازدهنده (PCM) داراي نانوذره مورد استفاده در زيرسيستم كنترل حرارت سامانه هاي فضايي

كارشناسي ارشد

مواد تغيير فاز دهنده (PCM) به دليل كاربردهاي فراوان از قبيل سرد و گرم كردن در مقياس كوچك به عنوان سيستم¬هاي ذخير انرژي گرمايي بسيار مورد توجه قرار گرفتند اي مواد مي¬توانند مقدار زيادي انرژي گرمايي در يك دماي ثابت جذب و آزاد كنند اما پايين بودن ضريب هدايت گرمايي آنها باعث كاهش نرخ اين گرما شده كه در نهايت كارايي سيستم را كاهش مي¬دهد. جهت حل اين مشكل، استفاده از نانوذرات به عنوان سيالات انتقال دهنده گرما در ساختار آنها مي¬تواند مفيد باشد. در اين پژوهش¬، خواص حرارتي دو نوع PCM اصلاح شده با نانوذرات شامل موم پارافين/آلومينيوم اكسيد و ايكوزان/گرافيت مورد بررسي قرار گرفته تا اثر افزودن نانوذرات به ساختار PCM ارزيابي شود. همچنين يك سامانه آزمايشگاهي جهت كنترل حرارتي مواد تغيير فاز دهنده جهت استفاده در كابردهاي فضاپيما در نظر گرفته شد. نتايج نشان داد كه براي نمونه پارافين/ آلومينيوم اكسيد، با افزايش غلظت نانوذره، پراكندگي همگن نانوذرات بر روي سطح پارافين بيشتر شده كه سبب استحكام سطح مي¬شود. افزايش درصد وزني گرافيت تا 10%، چگالي نمونه را نسبت به ايكوزان خالص 8/12 % و افزايش درصد وزني نانو ذرات آلومينيوم اكسيد تا 2%، چگالي نمونه را نسبت به پارافين خالص تا 5% افزيش داد. مقدار ضريب پخش حرارتي نمونه با افزودن نانو ذرات گرافيت تا 10% وزني، تا 88/26% نسبت به ايكوزان خالص و با افزودن ذرات آلومينيوم اكسيد تا 2% تا 61/6 % نسبت به پارافين خالص در دماي 20 درجه سانتي گراد افزايش يافته است. افزايش 2% آلومينيوم اكسيد و 10% گرافيت به نمونه¬هاي خالص پارافين و ايكوزان به ترتيب باعث افزايش چشم¬گير ضريب هدايت حرارتي تا % 83/3و5/15 % نسبت به نمونه¬هاي خالص شده است. با توجه به نتايج گزارش شده توسط محققين مقدار ضريب هدايت حرارتي (K) براي نمونه (EG-4) در مقايسه با پارافين رشد 14/9 برابري را نشان مي دهد. آناليزهاي كنترل حرارتي نمونه ها نشان داد كه نمونه پارافين شامل 1% آلومينيوم اكسيد بهترين عملكرد را به عنوان ماده تغيير فازدهنده دارد زيرا در زمان كمتري به دماي نهايي مورد نظر مي رسد.

209477

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندس شيمي - طراحي فرايند

اقاي دكتر هاشم آبادي - دكتر هاجر اسحاقي