نوشته تکی بلاگ

چالش برآورد خواص عایق حرارتی

چالش برآورد خواص عایق حرارتی    یکی از چالش های برآورد خواص حرارتی سیستم عایق حرارتی  در محدوده دمایی برودتی (تا 20) برآورد دقیق رسانایی حرارتی موثر یک ماده عایق حرادتی برای تعیین نشت گرما، غربالگری جوش مواد عایق حرارتی مختلف ضروری است.  تخمین نرخ خاموش و طراحی مخزن و افزایش مقیاس برای ذخیره سازی هیدروژن مایع (LH) و همچنین سایر مخازن برودتی.  مواد عایق مورد استفاده ساختارهای مرکب متشکل از یک ماتریس جامد متخلخل و گاز بینابینی هستند.  رسانایی حرارتی موثر محلی برای چنین ساختاری با ترکیب مواد، خواص ساختاری، LH، دمای مخزن ذخیره، فشار و ترکیب متفاوت است. هدف بینابینی این مقاله بررسی تجربی است.  رویه‌ها، داده‌ها و مدل‌های موجود برای تخمین هدایت حرارتی مؤثر برخی از عایق‌های حرارتی رایج.  مواد مورد استفاده برای مخازن ذخیره سیال برودتی با تمرکز بر LH , tanka .  هدف دوم تجزیه و تحلیل تأثیر ساختار مواد، دما و فشار بر عملکرد ظاهری مواد عایق حرارتی مختلف متشکل از پودرها، فوم‌ها، عایق‌های تیبری و چندلایه با ترکیبات مختلف است.  هر دو مدل نظری و تجربی محاسبه رسانایی گرمایی موثر مورد بحث قرار گرفته اند در اکثر مطالعات ، اندازه گیری های هدایت با محدوده دمایی بین نقطه نرمال نیتروژن مایع (یعنی 77 K) و دمای محیط 6e، 298 K) مطابقت دارد.  با این حال، برای طراحی مخازن ذخیره هیدروژن مایع، تعیین خواص عایق حرارتی در محدوده دمایی بین نقطه جوش طبیعی هیدروژن مایع (20.4K) و دمای محیط (298 K) بسیار مهم است.  برای پر کردن چنین شکاف مهمی ، ما همچنین همبستگی های مبتنی بر فیزیک را برای تعیین اثربخش بررسی و گسترش می دهیم. رسانایی سیستم عایق حرارتی به عنوان تابعی از دما، سطح خلاء، گاز خاص پر شده در فضای بینابینی و خواص ساختاری مواد عایق حرارتی . مدل همبستگی پیشنهادی برای سیستم‌های عایق حرارتی چندگانه اعمال می‌شود و با داده‌های موجود  اعتبارسنجی می‌شود.  سهم هدایت جامد، تشعشع و رسانش گاز را می توان از هم جدا کرد اگر داده های تجربی کافی از نظر دما و جزئیات سطح خلاء اندازه گیری ها در دسترس باشد.  یکی از اهمیت های کلیدی مدل رسانایی موثر مبتنی بر فیزیک این است که امکان پیش بینی خواص حرارتی مواد عایق حرارتی پر شده با یک نوع گاز را از داده های موجود با گاز دیگر و در محدوده فشار و دما (PT) افزایش می دهد.  این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: بقیه این بخش مروری بر روش های تجربی مختلف منتشر شده  مربوط به اندازه گیری های هدایت حرارتی ظاهری یا موثر برای کاربردهای برودتی را ارائه می دهد.  بخش بعدی همبستگی های  موجود برای این مواد عایق حرارتی  را مورد بحث قرار می دهد.  در بخش 3، همبستگی‌های مبتنی بر فیزیک برای پیش‌بینی رسانایی مؤثر یک ماده عایق حرارتی در تابع فشار و دما، بررسی و گسترش می‌یابد.  این همبستگی ها برای سهم جامد , تشعشع و گاز بین بافتی در هدایت موثر به حساب می آیند .  بخش چهارم.  نتایج کلیدی را با خلاصه کردن داده های تجربی موجود و مقایسه با روابط همبستگی برازش تجربی ارائه می کند.  بخش آخر سهم کلیدی و پسوندهای فیچر ممکن را خلاصه می کند.  مروری بر روش های تجربی در اندازه گیری ویژگی های عایق حرارتی اگرچه تئوری پشت اندازه گیری های هدایت حرارتی عایق ساده است، اما اجرای واقعی در شرایط برودتی دارای چندین چالش فنی و غیر فنی است.  مواد و دستگاه .  به طور معمول، هدایت حرارتی موثر گزارش شده  به ساختار چگالی، ترکیب، و گرادیان دما در مواد عایق حرارتی  و دقت سیستم آزمایشی بستگی دارد. تلاش های تحقیقاتی گسترده ای برای افزایش دقت اندازه گیری ها انجام شده است.  در نتیجه، تنظیمات تجربی زیادی برای اندازه گیری هدایت حرارتی موثر وجود دارد.  درک خوب تکنیک‌های اندازه‌گیری هدایت حرارتی می‌تواند به ما در ارزیابی دقت مقادیر رسانایی حرارتی ادعا شده و کسب اطمینان در مدل‌سازی حرارتی مواد عایق حرارتی کمک کند.  با این حال، بحث مفصل در مورد روش های تجربی خارج از محدوده این بررسی است.  در این بخش، برخی از نکات کلیدی اندازه گیری هدایت حرارتی را بیان می کنیم.  تمرکز بر اندازه‌گیری‌ها در سطوح خلاء متعدد و در دماهای پایین تا برودتی.  مقالات مروری    توسط چندین نویسنده 13،69،92 در این زمینه وجود دارد.  به طور کلی دو دسته روش برای اندازه گیری هدایت حرارتی یک عایق حرارتی  وجود دارد.  روش‌های حالت ماندگار و روش‌های گذرا روش‌های حالت پایدار معمولی شامل روش صفحه داغ محافظ، روش مقایسه‌ای، روش جریان شعاعی و غیره است.  در حالی که نمونه‌هایی از اندازه‌گیری‌های حالت غیرپایا یا گذرا شامل دیسک داغ است، لطفاً به این مقاله اشاره کنید: Ratnakar RR و همکاران.  بررسی حرارتی موثر، مجله بین‌المللی انرژی هیدروژن، ps // doi.org روش منبع هواپیما گذرا، روش سیم داغ، روش لیزری و غیره.  (مطالعه مفصلی در مورد روشهای اندازه گیری هدایت حرارتی و کاربردهای آنها را می توان در منابع 109,92p یافت. مقایسه روشهای اندازه گیری را با توجه به انواع مواد عایق حرارتی و محدوده دمای معمولی نشان می دهد. روش صفحه داغ محافظت شده  معمولاً هنگام اندازه‌گیری مواد عایق حرارتی  با رسانایی حرارتی پایین در محدوده دمایی پایین و در شرایط خلاء cryaginie LH، مخازن ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.  مقادیر به دست آمده (که مقادیر k نیز نامیده می شود) دقیق تر از مقادیر با روش های گذرا هستند. طرح های دقیق اندازه گیری صفحه داغ محافظت شده با آزمایشگاه های مختلف تحقیقاتی کمی متفاوت است. به طور کلی، آنها شامل یک یا دو صفحه سرد و یک صفحه بات برای ارائه  شیب دمایی مورد نظر مواد عایق حرارتی  نمونه ) بین صفحات قرار می گیرد .  Fe یک نمودار شماتیک از راه اندازی صفحه داغ محافظ یک طرفه ( ) را برای اندازه گیری در شرایط خلاء نشان می دهد .  نیروی حرارتی توسط یک هیستر الکتریکی تامین می شود.  منبع حرارت اندازه گیری شده توسط ولتاژ روی صفحه و جریان عبوری معمولاً اندازه گیری توان با ادغام در بازه زمانی معینی انجام می شود تا در صورتی که رسانایی حرارتی مواد عایق حرارتی کوچک باشد دقت را بهبود بخشد.  اندازه گیری صفحه داغ بر اساس فرض انتقال حرارت در هندسه دال بی نهایت از آنجایی که ابعاد نمونه نمی تواند بی نهایت باشد، عدم تعادل می تواند به طرق مختلف وجود داشته باشد.  صفحه محافظ در همان دمای صفحه مرکزی تنظیم می شود تا عدم تعادل دمایی بین این دو را کاهش دهد.  فروکش دما بین صفحه مرکزی و حلقه محافظ منجر به جریان ضربانی بین صفحه مرکزی و حلقه محافظ می شود و از این رو eETOR در جریان گرمای تخمینی در ماده و خطا در جریان گرمای تخمینی در فضای بین صفحه مرکزی و صفحه محافظ ایجاد می شود.  .  این خطا همچنین می تواند ناشی از تلفات حرارتی لبه باشد.  بانکوال یک تحلیل نظری مفصل و بیان ریاضی برای این خطاها ارائه کرد (6). به طور کلی، ممکن است بین دقتی که از نظر تئوری به دست آمده است (2 تا 5 درصد) و دقتی که واقعاً به دست آمده است اختلاف وجود داشته باشد (-10).  تا + 20 % ) زمانی که صفحه گارد و صفحه مرکزی با توان خروجی ثابت به دمای یکسانی برسند حالت پایدار در نظر گرفته می شود مدت زمان لازم برای رسیدن به حالت پایدار به عوامل مختلفی از جمله توان ، ضخامت نمونه عایق حرارتی  و قبل از آن بستگی دارد .  دمای تنظیم شده پس از رسیدن به حالت پایدار، هدایت حرارتی موثر نمونه عایق حرارتی را می توان به راحتی با معادله انتقال حرارت یک طرفه QUX kAt-Ti (1) محاسبه کرد که در آن T و T به ترتیب دمای ربات و صفحه سرد هستند.  و x – x ضخامت نمونه است به غیر از روش‌های اندازه‌گیری که قبلاً ذکر شد،  محققان در زمینه فناوری عایق  برودتی حرارتی  نیز از نرخ غوزه برای تخمین حرارت مؤثر استفاده می‌کنند.  سیستم های عایق هدایت آلی 129,33,36 ) .  این روش شبیه به روش گرماسنج حالت پایدار است که در Ref.  ( 69 ) یک نمودار شماتیک از چنین راه اندازی آزمایشی ناسا برای سیستم LN را نشان می دهد. فناوری BIM صادر شده از سال 2011 تا 2022 در بخش 3 خلاصه و تحلیل شده است.  بخش 4 آخرین کاربرد و توسعه فناوری BIM در پایداری ساختمان و اطلاعات ساختمان و همچنین مسائل موجود و موانع تحقق کاربرد BIM در این سناریوهای خاص را مورد بحث قرار می دهد.  بخش 5 برخی از مسائل موجود، محدودیت ها و توصیه های کاربردی و مطالعات BIM در بخش ساختمان چین را ارائه می دهد و بخش 5 این مقاله را به پایان می رساند و برخی از دیدگاه های کاری آینده را پیشنهاد می کند.   پایداری ساختمان و اطلاع‌رسانی مهم‌ترین حوزه‌های مورد بحث و در حال حاضر کلیدی است که به طور جامع در صنعت ساختمان چین ترویج می‌شود (کاروالو و همکاران، 2019؛ لو و همکاران، 2021؛ احمد و ثبیم، 2018).  بنابراین، این مقاله عمدتاً بر روی کاربرد و توسعه فناوری BIM در این دو زمینه تمرکز دارد.   در این بخش، نویسندگان نشریات سالانه در مورد کاربرد BEM در ساختمان ها از سال 2011 تا 2021 را بررسی و خلاصه کردند تا روندهای تحقیقاتی در مورد کاربرد BIM در زمینه های مختلف ساختمان را تجزیه و تحلیل کنند.  در مرحله اول , کلمات کلیدی بر اساس زمینه های فوق انتخاب شدند .  بنابراین , ” BIM , پایداری ساختمان ( همچنین از جمله ساختمان پایدار , ساختمان سبز و غیره ) و ” BIM , اطلاعات ساختمان همچنین شامل lotT , چاپ سه بعدی , اسکن لیزری سه بعدی , واقعیت مجازی , ساخت و ساز دیجیتال , مهندسی معکوس ( RE ) و غیره  ) ” در کادر جستجو برای عنوان , چکیده , یا کلمات کلیدی تعیین شده توسط نویسنده با استفاده از عملکرد جستجوی پیشرفته بر اساس وب سایت ScienceDirect و Google Scholar وارد شدند . سپس وضعیت کاربرد و توسعه فناوری BIM در پایداری و اطلاع رسانی  همچنین بر اساس نتایج جستجو مورد مطالعه قرار گرفته است.  افزایش توجه در مطالعات اخیر. Carvalho و همکاران (2020) اهمیت BIM را بررسی کردند  در سه روش ارزیابی پایداری ساختمان، یعنی رهبری در طراحی انرژی و محیط زیست (LEED)، روش ارزیابی محیطی تأسیسات تحقیقاتی ساختمان (BREEAM) و ابزار ساختمان پایدار (SBTool).  نتایج نشان داد که SBTool جذاب ترین رویکرد برای افزایش پایداری ساختمان در سال 2109 در آینده بود.  در مطالعه دیگر آنها (نولوژی برای بهینه‌سازی روش‌های ارزیابی پایداری ساختمان (BSA) با تمرکز بر SBTool-H استفاده شد. در واقع، سیم کارت می‌تواند اطلاعات دقیقی را برای طراحان به منظور مقایسه کارایی راه‌حل‌های مختلف پایدار و ارزیابی پایداری ساختمان در اختیار طراحان قرار دهد.  مراحل اولیه پروژه ها (Carvalh et al. 2020) با این حال، با وجود این مزایا، هنوز برخی محدودیت ها/موانع در پایداری ساختمان وجود دارد که باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد.  ابزارها و پلتفرم‌ها (Arhar et al 2011; Lau et al, 2015b) علاوه بر این، Wong و Zhou (2015) نشان داده بودند که سه مفهوم R (کاهش، استفاده مجدد و بازیافت باید در ابزارهای BIM سبز آینده برای تجزیه و تحلیل پایداری از نظر گنجانده شود.  پروژه های توسعه و / یا مقاوم سازی جدید Chong et al. (2017) نشان دادند که الزامات ارزیابی پایداری ساختمان باید کاملاً ج  در استانداردهای آینده BIM در نظر گرفته شده است.  Sanhudo و Martina (2018) نشان دادند که پایداری ساختمان و ارزیابی آن هنوز چالش برانگیز است و نرم افزار جدید خودکار مبتنی بر BIM باید توسعه یابد.  سایر متون مربوط به فناوری BIM برای پایداری ساختمان و مشارکت های عمده خلاصه شده است.  فناوری BIM.  طرح‌های اطلاع‌رسانی ساختمان، به‌عنوان فناوری‌های ساخت و ساز پایدار، به طور گسترده در دهه گذشته ترویج شده‌اند که به محیط‌های ساخته شده تمیز و بهبود عملکرد کیفیت کمک می‌کند (شن و همکاران، 2017؛ تان و همکاران، 2018)، ما و همکاران.  ( 2019 ) کاربرد فناوری BIM در اطلاعات ساختمان را بررسی کردند و دریافتند که توسعه فناوری دیجیتال و فناوری lotT برای ارتقای بخش ساختمان های عمرانی مفید است.  به منظور حمایت از مدیریت انرژی در طول چرخه عمر ساختمان‌ها، فناوری BIM باید بیشتر به کار گرفته شود و توسعه یابد (فرانسیسکو و همکاران، 2018؛ سانهود و همکاران، 2018) سایر متون در مورد فناوری BIM برای اطلاعات ساختمان و  مشارکت های عمده مرتبط خلاصه می شود