ارزیابی خواص گرمایی کامپوزیت‌های مقاوم به دمای زیاد در شرایط شار گرمایی مختلف

نویسندگان

آزاده سیفی تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵

احمد رضا بهرامیان تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵

چکیده مقاله:

برای حفاظت از سازه‌ها در شرایط شوک‌های گرمایی ناگهانی، استفاده از عایق‌های گرمایی غیرفعال، به ویژه کامپوزیت‌های فداشونده زغال‌گذار نسبت به سایر روش‌های حفاظت گرمایی مؤثرتر و به صرفه‌تر است. افزون بر مدون نبودن دانش طراحی عایق گرمایی با ضخامت بهینه در شرایط واقعی، مهم‌ترین محدودیت‌های گزارش شده درباره این عایق‌های فداشونده سرعت به نسبت زیاد خوردگی ناشی از جریان گاز داغ و کمبودن مقاومت مکانیکی زغال تشکیل شده حاصل از فرایند فداشدن است. در این پژوهش، کامپوزیت سرامیکی سیالون (SiAlON) تقویت‌ شده با الیاف کربن به عنوان نمونه‌ای از سپرهای گرمایی مقاوم به دمای زیاد با هدف غلبه بر محدودیت‌های مزبور ارائه شده است. ارزیابی کارایی حفاظت گرمایی این سامانه کامپوزیتی با تعیین کمی سرعت فداشوندگی و نفوذ گرمایی مؤثر در شرایط شارهای گرمایی مختلف اعمال شده به کمک آزمون شعله اکسی استیلن و مدل‌سازی فرایند فداشدن انجام شد. طبق نتایج این پژوهش، کامپوزیت مزبور به عنوان سپر گرمایی فداشونده دما زیاد و کارآمد پیشنهاد شده است. زیرا نسبت به کامپوزیت‌های مشابه در شرایط یکسان آزمون‌های فداشوندگی، کامپوزیت سرامیکی سیالون تقویت شده با الیاف کربن کارایی بیشتری نشان می‌دهد. در شارهای گرمایی ۸۵۰۰ و kW/m2 ۵۰۰۰ سرعت خوردگی (فداشوندگی) کامپوزیت مدنظر به ترتیب برابر با ۰/۰۷۵ و mm/s ۰/۰۲۶ است. همچنین کامپوزیت مزبور در شار گرمایی kW/m2 ۲۵۰۰ و در زمان اعمال شار کمتر از ۲۵ ثانیه مقاومت در برابر شوک گرمایی خوبی نشان می دهد. به طوری که بیشترین مقدار کاهش استحکام خمشی در این شرایط %۲۳/۴ است.

متن کامل

منابع مشابه

ارزیابی خواص گرمایی کامپوزیت های مقاوم به دمای زیاد در شرایط شار گرمایی مختلف

برای حفاظت از سازه ها در شرایط شوک های گرمایی ناگهانی، استفاده از عایق های گرمایی غیرفعال، به ویژه کامپوزیت های فداشونده زغال گذار نسبت به سایر روش های حفاظت گرمایی مؤثرتر و به صرفه تر است. افزون بر مدون نبودن دانش طراحی عایق گرمایی با ضخامت بهینه در شرایط واقعی، مهم ترین محدودیت های گزارش شده درباره این عایق های فداشونده سرعت به نسبت زیاد خوردگی ناشی از جریان گاز داغ و کمبودن مقاوم...

متن کامل

توسعه مدل توزیع دما و شار گرمایی در یک مقطع عمقی چندلایه با درنظرگرفتن مؤلفه‌های تولید گرما و رسانش گرمایی

بخش قابل‌توجهی از گرمای مشاهده شده در سطح زمین، در مرکز زمین تولید میشود و بخشی دیگر نیز حاصل واپاشی مواد پرتوزا در پوسته است. این گرما با روشهای هدایت و همرفت، به سطح زمین منتقل میشود. دانستن شیب حرارتی زمین میتواند در برآورد میزان بلوغ و دگرگونی مواد آلی هیدروکربنزا و برآورد سن نسبی هیدروکربنزایی سنگ منشأ مفید باشد. اهمیت محاسبه توزیع دما و شار گرمایی در زمین آنجا مشخصتر میشود ک...

متن کامل

تغییرات طولانی مدت شار گرمایی بین دریای خزر و جو

به منظور مطالعه تغییرات طولانی مدت (کلیماتولوژیک) انتقال حرارت بین دریای خزر و جو، شار گرمایی خالص و مولفه های تابش خورشیدی، تابش فرو سرخ، گرمای نهان، گرمای محسوس و همچنین تبخیر در حوضه دریای خزر برای یک دوره ٢٥ ساله (١٩٨٥-٢٠٠٩) محاسبه شدند. بدین منظور مقادیر مولفه های شار با استفاده از داده های بازتحلیل و روابط تجربی انتقال حرارت محاسبه گردیدند. مقدار متوسط برآورد شده برای دوره ٢٥ساله Wm-2 ٦٩/...

متن کامل

ارزیابی شار گرمایی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی – اغتشاشی با روش گرادیان مزدوج وارون

این تحقیق به مطالعه در مورد ارزیابی شار گرمایی برحسب زمان سپری شده از فرآیند جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی با استفاده از روش وارون پرداخته است. روش با توجه به دخیلسازی اندازهگیریهای آزمایشگاهی، نزدیکی قابل توجهی به اندازهی واقعی دارد. جهت تخمین هرچه دقیقتر شار گرمایی، فرمول تحلیلی برای تولید حرارت، اعمال تغییرات خطی ویژگیهای ترموفیزیکی بر حسب دما و ملاحظات مربوط به تابع لغزش در حل به روش المان...

متن کامل