تهيه و بررسي خواص گرمايي كامپوزيت پرليت/مواد تغييرفازدهنده حاوي نانوذرات جهت ذخيره‌سازي انرژي گرمايي در ساختمان‌ها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه، كامپوزيت پايدار لاريك اسيد/پرليت منبسط‌شده (LA/EP) با روش اشباع در خلأ به‌منظور استفاده از آن در صنايع ساختماني براي ذخيره‌سازي انرژي گرمايي تهيه شد. همچنين اثر افزودن نانوذرات SiO2 و گرافن بر افزايش هدايت حرارتي و عملكرد گرمايي آن بررسي شد. پايداري شيميايي نمونه‌ها به‌وسيله طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FT-IR) مورد بررسي قرار گرفت و نشان داد هيچ واكنش يا پيوند شيميايي بين اجزا كامپوزيت اتفاق نمي‌افتد و ساختار LA به‌عنوان ماده تغييرفازدهنده حفظ مي‌شود. خواص گرمايي و پايداري فيزيكي كامپوزيت‌ها با استفاده از كالري‌متري اسكن تفاضلي (DSC) و تست نشتي بررسي شد. دماي ذوب و گرماي نهان كامپوزيت EP/LA با 60 درصد وزني لاريك اسيد، 41.5 درجه سانتي‌گراد و 113.8 ژول بر گرم تعيين شد كه دماي مناسب انتقال فاز، گرماي نهان كافي و پايداري حرارتي خوب براي كاربرد به‌عنوان مواد تغييرفازدهنده را نشان مي‌دهد. نتايج آزمايش نشتي نشان داد كه نمونه پرليت حاوي 60 درصد وزني لاريك اسيد، نمونه بهينه با حداكثر لاريك اسيد، بدون نشتي است. رسانايي گرمايي نمونه‌ها توسط دستگاه 2-KD اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد، ضريب هدايت گرمايي پرليت شارژ شده با لاريك اسيد حاوي 2درصد وزني از نانوذرات SiO2 و 1 درصد وزني از نانوصفحات گرافن به ترتيب 22 و 51 درصد نسبت به پرليت شارژ شده با لاريك اسيد خالص، افزايش يافت. نهايتاً با استفاده از كامپوزيت پرليت حاوي لاريك اسيد اصلاح شده با نانوذرات گرافن در بتن، تأثير آن بر عملكرد حرارتي و مكانيكي بتن مورد آزمون قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه استفاده از مواد تغييرفازدهنده در بتن توانسته است با ذخيره‌سازي انرژي گرمايي در چرخه گرمايش از افزايش دماي محيط جلوگيري كند و با رهاسازي آن در چرخه سرمايش به تنظيم دماي محيط كمك كند و طي فرايند تغيير فاز نيز هيچ‌گونه آثار نشتي ناشي از ذوب مواد تغييرفازدهنده نداشته باشد، همچنين مقاومت فشاري و استحكام بتن حاوي كامپوزيت LA/EP همراه با يك درصد نانوذرات گرافن، MPa 17.9 اندازه‌گيري شد كه نشان مي‌دهد در دسته بتن‌هاي سبك سازه‌اي، علاوه بر استحكام مناسب، مي‌تواند پتانسيل بالايي براي ذخيره‌سازي انرژي حرارتي و مديريت مصرف انرژي در ساختمان داشته باشد. نهايتاً نتايج نشان مي‌دهد كه كامپوزيت EP / LA بهبوديافته با نانوذرات گرافن داراي پتانسيل بالايي در كاربردهاي ساختماني براي ذخيره انرژي حرارتي و مديريت مصرف انرژي است.

218476

پديده هاي انتقال

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان