جلسه دفاع از پایان نامه: آقای سلمان حسن آبادی: مهندسي فرآیند
 خلاصه خبر: مدلسازی ریاضی و مطالعه تجربی هدایت گرمایی کامپوزیت بتن/مواد تغییر فاز با افزودن نانومواد اصلاح شده به منظور بهبود عملکرد حرارتی آن
چکیدهذخیره سازی گرمای نهان بر اساس گرفتن و آزادسازی انرژی در زمان تغییر فاز مواد صورت می گیرد. ذخیره سازی گرمای نهان از آنجایی مورد توجه قرار می گیرد که می تواند حجم عظیمی از انرژی گرمایی را در دمایی ثابت – و یا در بازه ی محدود دمایی- ذخیره و یا آزادسازی کند. با این وجود استفاده از مواد تغییر فاز برای کاربردهای مختلف نیاز به آزمایشات مختلفی دارد تا پژوهشگران بتوانند تشخیص دهند که آیا این مواد تغییر فاز قادر به بالا بردن راندمان گرمایی مصالح مورد نظر و به دنبال آن کاهش مصرف انرژی و صرفه جویی های اقتصادی هستند یا خیر. در این تحقیق به بررسی شرایط استفاده از مواد تغییر فاز در بتن به عنوان یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی به منظور کاهش مصرف انرژی سالانه پرداخته شده است.
در بخش آزمایشگاهی این پژوهش به منظور امکان سنجی و بررسی عملکرد ساخت بتن به روش کامپوزیت پایدار (جاسازی مواد تغییر فاز پارافین در سنگدانه های متخلخل مانند پرلیت منبسط) با قابلیت ذخیره سازی انرژی نمونه هایی ساخته و مورد آزمون قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات مطلوب گزارش شد و پس از بررسی آزمون های مقاومت مکانیکی و رفتارهای حرارتی بتن مشخص شد که با جایگزینی حدود 30 درصد از سنگدانه با کامپوزیت پایدار، بتن حاصل علاوه بر حفظ خواص مکانیکی قابل قبول دارای خواص ذخیره سازی گرمایی نیز می شود. همچنین در مورد بهبود خواص هدایت حرارتی پارافین مشخص شد با افزودن تنها 2% وزنی از نانولوله های کربنی و پودر گرافیت به پارافین می توان ضریب هدایت حرارتی را به ترتیب تا 35% و 48% افزایش داد.
به منظور درک بهتر از تاثیر مشخصات مواد تغییر فاز در دیوارهای بتن ساختمان ها، یک بخش مدلسازی به این تحقیق اضافه شده است که در آن به بررسی رفتار حرارتی یک المان از دیوار بتنی حاوی یک لایه ماده تغییر فاز با کمک نرم افزار کامسول (COMSOL Multiphysics) و تاثیر موارد مختلفی از جمله محل قرارگیری لایه، دمای تغییر فاز و ضریب هدایت حرارتی آن پرداخته شده است. همچنین در ادامه به دلیل محدودیت های ساخت یک ساختمان واقعی و همچنین بررسی تاثیر شرایط آب و هوایی منطقه بر استفاده از مواد تغییر فاز، به منظور بررسی ملموس تر تاثیر استفاده از مواد تغییر فاز در میزان مصرف انرژی، یک ساختمان در نرم افزار دیزاین بیلدر (Design Builder) طراحی و با وارد کردن مواد تغییر فاز در ساختار دیوارهای خارجی آن و اعمال شرایط آب و هوایی متفاوت به بررسی تغییرات میزان مصرف انرژی سرمایشی و گرمایشی سالانه پرداخته شده است. به عنوان مثال برای شهر یزد با اعمال یک لایه دو سانتی متری (در دیوار 20 سانتی متری) در ساختار دیوارهای خارجی ساختمان سالانه در حدود 305.47 (8.7%) کیلووات ساعت در انرژی گرمایش صرفه جویی می شود.
1 تیر 1398 / تعداد نمایش : 1568
|