پديد آورنده :
حيدري، حميدرضا
عنوان :
مطالعه ي آزمايشگاهي بر روي عملكرد انتقال حرارتي بتن هاي معمولي و سبك حاوي مواد تغيير فاز دهنده تقويت شده با نانوذرات
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
بيست و يك،116ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مرتضي مدح خوان
توصيفگر ها :
ماده تغيير فاز دهنده (PCM) , نانوذرات , عملكرد حرارتي , ضريب هدايت حرارتي , دستگاه شبيه ساز دماي شبانه روز , ذخيره انرژي گرمايي
استاد داور :
محمدكاظم شربتدار، كياچهر بهفرنيا
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/07/25
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/07/26
چكيده فارسي :
امروزه مصرف انرژي به يكي از اصلي ترين موضوعات مورد تحقيق متخصصان و محققان سراسر جهان تبديل شده است. استفاده از انرژي هاي پاك مانند انرژي خورشيدي مي تواند باعث كاهش مصرف سوخت هاي فسيلي شود. اما انرژي خورشيد در تمام ساعات روز در دسترس نيست و براي استفاده از آن به مواد ذخيره كننده ي انرژي نياز است. مواد تغيير فاز دهنده، موادي هستند كه از محيط انرژي دريافت كرده و بدون اينكه دماي محيط تغيير كند، تغيير فاز مي دهند و مجددا انرژي دريافت شده را در زمان ديگر به محيط داده و به حالت اوليه برمي گردند. استفاده از مواد تغيير فاز دهنده در ساختمان نيز مورد آزمايش هاي متعدد قرار گرفته كه مهمترين كاربرد آن كاهش دماي بيشينه روز مي باشد. در سال هاي اخير محققان به اين نتيجه رسيدند كه پايين بودن ضريب هدايت حرارتي مواد تغيير فاز دهنده باعث كاهش بهره وري آن ها براي استفاده در سيستم ذخيره انرژي مي شود. يكي از راه هاي رفع اين مشكل استفاده از نانوذرات در مواد تغيير فاز دهنده مي باشد.
هدف از اين پايان نامه، بررسي عملكرد حرارتي بتن هاي معمولي و بتن سبك حاوي مواد تغيير فاز دهنده تقويت شده با نانوذرات به دو صورت ماكروكپسول و اشباع مي باشد. ماده تغيير فاز دهنده در بتن معمولي به صورت ماكروكپسول با ضخامت 2 سانتي متر و در بتن سبك به صورت اشباع در سنگدانه هاي اسكوريا مي باشد. از پلي اتيلن گليكول رده 600 به عنوان ماده تغيير فاز دهنده و از آلومينيوم اكسيد، مس اكسيد و سليسيم اكسيد به عنوان نانوذرات استفاده شد. براي اين كار از دستگاه شبيه ساز دماي شبانه روز استفاده شده است كه به¬وسيله آن اختلاف دماي نمونه هاي بتني ساخته شده با مواد تغيير فاز دهنده حاوي نانوذرات در مقابل دماي نمونه شاهد اندازه گيري مي شود. نمونه ها تحت دماي سه شهر با دماي خنك، معتدل و گرم قرار داده مي¬شوند.
طبق نتايج به دست آمده، استفاده از نانوذرات در مواد تغيير فاز دهنده مي تواند باعث كاهش حدود 1 تا 1/5 درجه سانتي گرادي دماي داخلي نمونه ها نسبت به نمونه فاقد نانوذرات شود كه اين اختلاف ناشي از تاثير نانوذرات در مواد تغيير فاز دهنده مي باشد. همچنين طبق نتايج، نمونه هاي بتن داراي ماكروكپسول عملكرد حرارتي بهتري نسبت به بتن سبك اشباع داشته اند به طوريكه نمونه هاي ماكروكپسول تا 119 درصد و نمونه هاي اشباع تا 68 درصد بهبود عملكرد حرارتي داشته اند. استفاده از نانوذرات تاخير دمايي اوج درجه حرارت را نسبت به نمونه فاقد نانوذرات تغيير نمي دهد. همينطور بر اساس، نتايج در بين نانوذرات سيليسيم اكسيد بهترين عملكرد حرارتي را از خود نشان مي دهد، اما درباره رابطه درصد نانوذرات و عملكرد حرارتي آن نميتوان اظهار نظر قطعي كرد. در آزمايش مقاومت فشاري نيز مشخص شد افزودن ماده تغيير فاز دهنده باعث كاهش 40 درصدي مقاومت مي شود اما افزودن نانوذرات تغييري در مقاومت نمونه هاي بتني داراي مواد تغيير فاز دهنده ايجاد نمي كند.
چكيده انگليسي :
Today, energy consumption has become one of the main topics researched by experts and researchers around the world. The use of clean energy such as solar energy can reduce the consumption of fossil fuels; But the sun's energy is not available at all hours of the day, and energy storage materials are needed to use it. Phase change materials are the materials that receive energy from the environment and change phase without changing the temperature of the environment and return the received energy to the environment at another time and return to the original state. The use of phase change materials in the building has been subjected to many tests that the most important of which is to reduce the maximum temperature of the day. In recent years, researchers came to the conclusion that the low thermal conductivity of phase change materials reduces their efficiency for use in energy storage systems. One of the ways to solve this problem is to use nanoparticles in phase change materials. The purpose of this research is to investigate the thermal performance of ordinary concrete and lightweight concrete containing phase change materials reinforced with nanoparticles in both macroencapsulated and saturated forms. Polyethylene glycol grade 600 was used as a phase change agent and aluminum oxide, copper oxide and silicon oxide were used as nanoparticles. For this purpose, a day and night weather simulator has been used, by means of which the temperature difference of concrete specimens made with phase change materials containing nanoparticles is measured against the temperature of the control specimens. According to the obtained results, the use of nanoparticles in phase change materials can reduce the internal temperature of specimens by 1 to 1.5 °C compared to ones without nanoparticles, which is due to the effect of nanoparticles in phase change materials. Also, according to the results, concrete specimens with macroencapsulated have better thermal performance than saturated lightweight concrete. The use of nanoparticles does not change the temperature delay of the peak temperature compared to the specimens without nanoparticles. Also, based on the results, among the silicon oxide nanoparticles, it shows the best thermal performance, but it is not possible to give a definite opinion about the relationship between the percentage of nanoparticles and its thermal performance. In the compressive strength test, it was also found that the addition of nanoparticles does not change the strength of concrete specimens containing phase change materials.
استاد راهنما :
مرتضي مدح خوان
استاد داور :
محمدكاظم شربتدار، كياچهر بهفرنيا
