ماتریکس های سیلیکا متخلخل نفوذ یافته با PCM برای حفاظت حرارتی

در این تحقیق، مطالعات عددی و تجربی برای پیش‌بینی و بررسی ویژگی‌های جذب حرارتی سیلیکای متخلخل نفوذ یافته با مواد تغییر فاز (‏PCM)‏برای کاربردهای حفاظت حرارتی پیشنهاد شده‌است. انواع مختلفی از کامپوزیت های تغییر فاز جامد – مایع در یک محفظه استوانه‌ای معرفی شدند در حالی که در سمت چپ محفظه گرم شدند. شبیه‌سازی عددی با استفاده از تکنیک میانگین گیری حجم و مدل‌سازی حجم محدود (‏FVM)‏برای گسسته سازی معادله انتشار گرما انجام شد. فرآیند تغییر فاز با استفاده از روش آنتالپی – تخلخل مدل‌سازی شد. نتایج از نظر توزیع دما و کسر مایع به تصویر کشیده شده‌اند و نتایج عددی و تجربی توافق خوبی را نشان دادند. نتایج نشان داد که ظرفیت ذخیره‌سازی گرمای نهان بالاتر به معنای عملکرد حرارتی پایدارتر کامپوزیت تغییر فاز است.

In this work, numerical and experimental studies are proposed to predict and investigate the thermal absorption characteristics of porous silica infiltrated with phase change materials (PCM) for thermal protection applications. Several types of different solid–liquid phase change composites were introduced into a cylindrical enclosure while it was heated on the left of the enclosure. The numerical simulation was performed using a volume-averaging technique, and a finite volume modelling (FVM) was used to discretise the heat diffusion equation. The phase change process was modelled using the enthalpy–porosity method. The results are portrayed in terms of the temperature distribution and liquid fraction, and the numerical and experimental results showed good agreement. The results indicated that a higher latent heat storage capacity meant a more stable thermal performance of the phase change composite.