بررسی مواد تغییر فاز دهنده و ویژگی آن ها و مروری بر بهبود فرآیند ذوب با نانو ذرات و فین

مروزه با افزایش نیاز به انرژی و محدودیت سوخت های فسیلی به عنوان منابع رو به اتمام و آلاینده محیط زیست ، نیاز به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر بیشتر احساس می شود.یکی از انرژی هایی که کاربرد آن رو به افزایش است انرزی حرارتی است. در این مقاله ما به بررسی انواع مواد تغییر فاز دهنده و استفاده از فناوری نانو پرداخته شده است. با استفاده از نانو ذرات می توان ظرفیت گرمایی مواد را افزایش داد ، همچنین می توان ظرفیت انتقال حرارت و پایداری حرارتی را افزایش داد. استفاده از مواد PCM در ساختمان ها ، تولید برق ، صنعت غذا و کاربردهای خودرو ارائه شده است و ابزارهای مدل سازی برای تجزیه و تحلیل عملکرد مواد PCM مقایسه و طبقه بندی شده اند. بصورت اختصار PCM انرژی حرارتی را به دو صورت انرژی گرمایی محسوس و نهان میتوان در مواد ذخیره کرد. در ذخیره انرژی محسوس انرژی حرارتی با افزایش دمای جسم جامد یا مایع در آن ذخیره میشود. میزان انرژی محسوس ذخیره شده در جسم تابعی از دما، ظرفیت گرمایی ویژه و مقدار جسم می باشد. ذخیره انرژی گرمایی توسط جسم به صورت نهان به هنگام تغییر فاز جسم از حالت جامد به مایع یا مایع به گاز یا جامد به جامد صورت می گیرد. مواد تغییر فازدهنده انرژی را به صورت گرمای نهان ذوب ذخیره می کنند. همانطور که گفته شد ذخیره سازی گرما از سه طریق تغییر فاز صورت می گیرد، در حالت اول که تغییر فاز از جامد به جامد است به دلیل اینکه انتقال گرما بسیار آهسته و اندک می باشد مناسب نیست. در حالت دوم یعنی تغییر فاز از مایع به گاز هم به دلیل نیاز به گرما و حرارت بالا و همچنین ایجاد حجم فشار بالای گاز عملی نمی باشد. اما تغییر فاز از جامد به مایع مناسب تر است که این ویژگی در مواد تغییر فازدهنده PCM وجود دارد، که در دمای ثابت با جذب گرما از فاز جامد به مایع تبدیل می شوند ۱۴ مهمترین آثار گرمایش زمین عبارتند از آب شدن صخره های یخی، تغییر چرخه آب در کره زمین و طوفان های شدید که زندگی تمام موجودات زنده اعم از گیاهان، جانوران و انسان ها را در مخاطره قرار داده است. برای جلوگیری از مشکلات مذکور تصمیم بر کاهش میزان گازهای گلخانه ای گرفته شده است ۱۵ از طرفی منابع سوخت های فسیلی رو به اتمام هستند و انسان ناگریز از یافتن منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، آب، باد و حتی انرژی حرارتی زمین است. به طور کلی باید به نحوی انرژی های نامبرده را مهار، ذخیره و مورد استفاده قرار داد که در این بین ذخیره سازی انرژی حرارتی اهمیت ویژه ای دارد و با پیشرفت فناوری، به مرور استفاده از مواد پیشرفته تر با قابلیت بالای جذب و ذخیره سازی انرژی حرارتی مانند نانو مواد مورد انتظار است

Keywords:

نانو ذرات , مواد تغییر فاز دهنده , فین , کپسوله کردن