شبیه سازی انتقال حرارت گذرا در ساختار های الیافی بی بافت

در این تحقیق با استفاده از ایده شبکه انتشار پیشرو رفتار انتقال حرارت گذرای لایه های الیافی بی بافت از الیاف مختلف شبیه سازی و بررسی شده است. نمونه های مورد نظر از جنس، ضخامت و وزن لایه های متفاوت انتخاب شده و با استفاده از یک دستگاه اندازه گیری درجه حرارت در دو طرف نمونه ها که بر پایه اصول صفحه گرم طراحی، ساخته و کالیبره گردید آزمایش شده و داده های دمای دو سمت لایه ها استخراج گردید. سپس از روشهای عددی حل معادله یک بعدی انتشار گرما جهت مدلسازی رفتار انتقال حرارت در شرایط گذرا و ایده شبکه انتشار پیشرو استفاده گردید و نتایج تخمین ضریب انتشار حرارتی نمونه های مختلف و نمودارهایی شامل دمای لایه داخلی و خارجی و دمای مدلسازی شده نمونه ها در طی زمان آزمایش بدست آمد. نتایج و تحلیل نمودارهای بدست آمده نشان می دهد که افزایش ضخامت و جرم حجمی لایه ها باعث افزایش تماس سطحی مابین الیاف می گردد و افزایش انتقال حرارت بین این سطوح، کاهش توانایی عایق کاری را در بر دارد. با توجه به نتایج پیشنهاد می-شود که در عایق کاری از لایه های حجیم به جای لایه هایی با چگالی بیشتر، استفاده گردد. به دلیل اینکه افزایش تخلخل لایه ها باعث افزایش نفوذ پذیری هوادر بی بافتها می گردد، با افزایش کسری ازحجم که توسط هوا محبوس شده است سهم الیاف جامد کاهش می یابد. این موضوع یاعث ایجاد لایه بی بافت با انتشار حرارتی کمتر و نرخ انتقال حرارت کم خواهد شد. در نتیجه لایه حجیم تر قابلیت عایق کاری بهتری در شرایط گذرا دارد. بمنظور بررسی رفتار انتقال حرارت لایه های دوجزئی، نمونه هایی مرکب شامل دو لایه داخلی و خارجی از شش جنس الیاف مختلف آماده گردید و مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج مدلسازی انتقال حرارت گذرای این نمونه ها استفاده از لایه هایی شامل الیاف نایلون و پلی استر به عنوان لایه داخلی ولایه های شامل الیاف پشم، اکریلیک، پلی پروپیلن و شیشه بعنوان لایه خارجی بمنظور عایق کاری حرارتی بهتر پیشنهاد می نماید. بطور کلی تحلیل نتایج نشان می دهد که فرآیند گرم شدن و سرد شدن لایه های مختلف با هم متفاوت است و در تهیه لایه های مرکب بهتر است لایه هایی با اینرسی حرارتی کم در لایه داخلی و لایه هایی با اینرسی حرارتی زیاد در لایه خارجی بکار گرفته شوند.