عایق حرارتی خلاء با استفاده از سازه صلب شونده توسط فشار هوا

عایق حرارتی خلاء با استفاده از سازه صلب شونده توسط فشار هوا

در این نوآوری یك عایق حرارتی خلاء جدید معرفی می گردد در این طرح، وظیفه غلبه بر نیروی ناشی از فشار هوای محیط و ایجاد فاصله بین دو جداره عایق به منظور ایجاد خلاء به عهده سازه ای انعطاف پذیر و جمع شونده می باشد با اعمال فشار هوا به داخل این سازه و تغییر شكل آن، دو جدارة عایق از یكدیگر دور می شوند و به این ترتیب در مناطقی از عایق كا سازه نگهدارنده وجو

عایق حرارتی خلاء با استفاده از سازه صلب شونده توسط فشار هوا

چكیده:

در این نوآوری یك عایق حرارتی خلاء جدید معرفی می گردد. در این طرح، وظیفه غلبه بر نیروی ناشی از فشار هوای محیط و ایجاد فاصله بین دو جداره عایق به منظور ایجاد خلاء به عهده سازه ای انعطاف پذیر و جمع شونده می باشد. با اعمال فشار هوا به داخل این سازه و تغییر شكل آن، دو جدارة عایق از یكدیگر دور می شوند و به این ترتیب در مناطقی از عایق كا سازه نگهدارنده وجود ندارد، خلاء به وجود می آید. در حالت غیرعملیاتی و قبل از فشار هوا به داخل سازه، ضخامت عایق اندكی بیش از مجموع ضخامت جداره ها است. در حالت عملیاتی، با وارد شدن هوا به داخل سازه، ضخامت عایق اندكی بیش از مجموع ضخامت جداره ها است. در حالت عملیاتی، با وارد شدن هوا به سازه عایق به اندازه اسمی خود می رسد و به شكل اصلی و صلب خود درمی آید. به منظور بررسی خصوصیات عایق، طرح پیشنهاد شده توسط نرم افزار اجزاء محدود ANSYS مدل سازی و تحلیل شده است. تحلیل تنشی و انتقال حرارتی قابلیت بالقوه طرح پیشنها شده را به عنوان یك عایق مطلوب نشان می دهند.

كلمات كلیدی: عایق حرارتی، خلاء، ضریب هدایت حرارتی، سازه صلب شونده.

مقدمه:

با افزایش هزینه انرژی، صرفه جویی در مصرف آن اهمیت بیشتری یافته است. بخشی از این صرفه جویی مربوط به عایق بندی ساختمانها و … به منظور جلوگیری از هدر رفتن یا به عكس جلوگیری از ورود حرارت می باشد. بلوكهای فایبرگلاس، پشم شیشه یا پشم سنگ، فومهای پلاستیكی و عایقهای سلولزی از عایقهای متداول می باشند. در حال حاضر خلاء به عنوان یك عایق مناسب شناخته شده است ولی كاربرد آن چندان عمومیت نیافته است، چرا كه خلاء باید درون محفظه هایی نسبتاً محكم به وجود آید. به همین علت كاربرد خلاء هم اكنون محدود به فلاسكهای مایعات یا جعبه های مخصوص حمل اعضای بدن انسان می باشد. به علت خصوصیات عایقهای خلاء استفاده از آنها علیرغم مقاومت حرارتی بالایی كه دارند در خیلی از موارد غیراقتصادی می باشد و در واقع مهمترین عامل محدود كننده استفاده از عایقهای خلاء، قیمت بالای آنها می باشد ]1 و 2[.

پانلهای خلاء عایقهایی عالی می باشند (شكل 1). به طور كلی مقاومت عایقهای خلاء بین 3 تا 7 برابر عایقهای مرسوم مانند فومهای پلاستیكی یا فیبرهای شیشه می باشند ]2[. با استفاده از پنلهای خلاء، ضخامت عایق به نحو چشمگیری كاهش می یابد و لذا مقدار حجم درونی عایق بهینه می گردد (مانند یخچال). همچنین در مصرف انرژی نیز صرفه جویی می گردد. عایق خلاء یك عایق حرارتی با فن آوری پیشرفته می باشد كه طور قابل ملاحظه ای عایق بندی مرسوم را تحت الشعاع قرار می دهد. عایقهای حرارتی با فن آوری پیشرفته می باشد كه بطور قابل ملاحظه ای عایق بندی مرسوم را تحت الشعاع قرار می دهد. عایقهای خلاء موارد استفاده عملی و همچنین پتانسیل استفاده در كاربردهای مختلفی را دارند ]2[. برای مثال:

-ظرفهای جابجایی واكسنها، اعضای اهدا شده بدن و داروهایی كه باید در دمای معینی نگهداری شوند.

-عایق بندی كانتینرهای یخچال دار و سردخانه ها

-ظروف با قابلیت استفاده مجدد برای جابجایی مواد غذایی فاسد شدنی بین سردخانه و محل مصرف

-عایق بندی ابزارآلات الكترونیكی حساس در برابر حرارت

-عایق بندی اتومبیلها و هواپیماها

-عایق بندی منازل

بخشهای اصلی عایق حرارتی خلاء:

به طور كلی خلاء یك مقاومت در برابر عبور حرارت است و بنابراین برای بهبود خصوصیات عایقها سعی می شود كه در آنها شرایط خلاء یا نسبتاً خلاء ایجاد شود. مقدار مقاومت حرارتی علاوه بر مقدار و گسترده خلاء به سازه عایق مخصوصاً سازه بین دو سطح انتقال حرارت بستگی دارد، چرا كه این بخش سازه باعث به وجود آمدن انتقال حرارت هدایتی می گردد. عایقهای متداول مانند پشم شیشه، سلولز یا انواع فومها با محدود كردن جریانهای ملكولهای هوا مقدار انتقال جابجایی را كاهس می دهند در صورتیكه در عایقهای خلاء مقدار مولكولهای موجود هوا برای انتقال حرارت بسیار محدود می باشند. یك عایق خلاء می تواند انتقال حرارت را از هر سه طریق هدایتی، جابجایی و تشعشعی كاهش دهد.

عایقهای خلاء متداول محفظه های خالی از هوا و آب بندی شده هستند. جنس جداره این محفظه ها عموماً از فلزات و بطور مثال آلومینیوم است. با توجه به خالی بودن محفظه از هوا، فشار هوای اتمسفر فقط روی سطوح خارجی جداره ها اعمال می گردد. نیروی ناشی از اعمال این فشار تمایل به تغییر شكل محفظه و جمع آن دارد. بنابراین جدارة محفظه باید چنان مستجكم باشد كه در اثر این فشار دچار تغییر شكل كمی شود یا اینكه با تعبیه كرده سازه ای درون محفظه از تغییر شكل آن جلوگیری كرد. در عایقهای خلاء متداول (شكل 2) با قرار دادن سازه ای كه عموماً از جنس فومهای پلیمری است از ایجاد تغییر شكل محفظه در اثر فشار هوای خارجی ممانعت به عمل می آید.

بخشهای اصلی یك عایق حرارتی خلاء عبارتند از ]3[:

1-یك هستة (Core) به منظور حفظ شكل اصلی سازه و مقاومت در برابر عبور حرارت (شكل 3)، هسته های جدید از فومهای پلی اورتان ساخته یم شوند (شكل 2). ساختمان متخلخل لین مواد امكان یم دهد كه هوا بطور مناسبی از درون پوشش نخلیه گردد. این مواد دارای مقاومتی حرارتی بالا، جرم حجمی كم و سطح تماس بالا كه امكان جابجایی گازهای داخل را محدود می كند، می باشد. بعضی از این مواد دارای خاصیت جذب تشعشعات هستند كه امكان انتقال حرارت تشعشعی را كاهش می دهند. پودرهای سیلیس و ژلهای متخلخل با پایه سیلیس از مواد پذیرفته شدته برای هسته می باشند. همچنین امكان استفاده از طرحهای دیگر در عایقهای جدید مورد بررسی قرار گرفته است. ورقهای شانه تخم مرغی یك نمونه از این طرحها می باشد. مقاومت بالای این ورقها در برابر نیروهای عمودی استفاده از این ورقها را به عنوان سازه اصلی عایقهای خلاء امكان پذیر كرده است.

2-یك غشا یا پوشش (Envolop) كه در برگیرنده هسته بوده و به گونه ای آب بندی شده كه امكن ایجاد خلاء در داخل آن فراهم می آید (شكل 3). جنس پوشش از غشاهای انعطاف پذیر است كه دارای مقاومت در برابر عبور گازهای اتمسفر مانند بخار آب، اكسیژن و نیتروژن می باشند. طول عمر عایق به نحو قابل ملاحظه ای به خصوصیات پوشش بستگی دارد. لایه های نازك فلزی مثل فویلهای آلومینیومی یا تركیب لایه های سبك فلزی و غشاهای پلیمری دارای خواص مطلوب برای استفاده به عنوان پوشش می باشند. در این پوششها سطح براق فلز حرارت را قبل از رسیدن به داخل عایق منعكس می كند. همچنین ورقهای فلزی در ساخت عایقهایی نظیر فلاسكهای خلاء كاربرد دارند.

نوع فایل: word

سایز:33.0 KB 

تعداد صفحه:39 

برچسب ها : عایق حرارتی خلاء با استفاده از سازه صلب شونده توسط فشار هوا , عایق حرارتی خلاء با استفاده از سازه صلب شونده توسط فشار هوا , عایق حرارتی خلاء , سازه صلب شونده توسط فشار هوا , عایق حرارتی , خلاء , ضریب هدایت حرارتی , سازه صلب شونده , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پایان نامه , دانلود پروژه