Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userOptimization of a wall containing a Phase Change Material included in a metal matrix
الجدار الأمثل الحاوي على مواد متغيرة الطور (PCM) موضوعة ضمن هيكل معدني
1717
0 50
0
(
0
)
Added by
Tishreen University ورقة بحثية
Publication date
2017
fields
Mechanical Power Engineering
and research's language is
العربية
Authors
مها احمد( باحث )
Created by
Shamra Editor
Ask ChatGPT about the research
تلعب الجدران الحاوية على مواد متغيّرة الطور (PCM) دوراً مهماً في تكييف هواء الأبنية. لكن تُعتبر الإيصالية الحرارية الضعيفة للمواد متغيرة الطور بأنّها إحدى الخواص التي تحدّ من استخدامها. يمكن حلّ هذه المشكلة من خلال المزاوجة بين هيكل معدني مع المادة متغيرة الطور. هدف هذه الدراسة هو تحديد الأبعاد المثالية للجدار بحيث تسمح بتغيّر كامل للطور، و بمجانسة درجة الحرارة من دون أن يحصل تغيّر سريع في الطور. من أجل دراسة السلوك الحراري للجدار، قمنا بإجراء محاكاة رقمية باستخدام البرنامج ®COMSOL على خلية عنصرية. و من أجل وصف تغيّر الطور، استخدمنا طريقة السعة الحرارية المكافئة. اخترنا البارافين (الذي درجة حرارة انصهاره 24,5 °C) كمادة متغيّرة الطور. كما قمنا بتعيين تأثير كلّ من نوع معدن الخلية و النسبة الحجمية له. قمنا على وجه الخصوص بدراسة الهيكل المعدني الذي له بنية على شكل خلية نحل مصنوعة من الألمنيوم.
The walls containing phase change materials (PCM) play a significant role in the air conditioning of buildings. However, one of the characteristics which limits the use of PCMs is their low conductivity. It is possible to solve this problem by coupling a metal matrix with the PCM. The aim of this study is to determine the optimal size of a wall which allows a complete change of state, and a homogenization of the temperature without a too fast change-of-state rate. To study the thermal behavior of the wall, we have carried out a numerical simulation using the COMSOL® software in considering a unit cell. To describe the change of state, the method of the equivalent heat capacity has been used. Paraffin has been chosen as PCM (melting temperature 24.5 °C). The influence of the nature and the volume fraction of the metal were determined. The case of honeycombs made of aluminum has been specifically treated.
Artificial intelligence review:
Research summary
تتناول هذه الدراسة البحث في تحسين أداء الجدران التي تحتوي على مواد متغيرة الطور (PCM) من خلال دمجها مع هيكل معدني. تُستخدم المواد متغيرة الطور في تكييف هواء الأبنية، ولكنها تعاني من ضعف الإيصالية الحرارية. لحل هذه المشكلة، تم اقتراح دمج PCM مع هيكل معدني لتحسين الإيصالية الحرارية. الهدف من البحث هو تحديد الأبعاد المثلى للجدار بحيث تسمح بتغير كامل للطور وتجانس درجة الحرارة دون حدوث تغير سريع في الطور. تم استخدام برنامج COMSOL لإجراء محاكاة رقمية على خلية عنصرية، وتم اختيار البارافين كمادة متغيرة الطور. تم دراسة تأثير نوع معدن الخلية والنسبة الحجمية له، ووجد أن استخدام هيكل معدني على شكل خلايا نحل من الألمنيوم يحقق نتائج جيدة. تم تحليل تأثير ارتفاع الخلايا وسماكة اللوح والنسبة الحجمية للمعدن على زمن انصهار PCM. النتائج أظهرت أن ارتفاع الخلايا بحدود 5mm يحقق توافقًا جيدًا بين زمن الانصهار وتجانس درجة الحرارة. كما تبين أن نوع المعدن المستخدم ليس له تأثير كبير على الأداء. توصي الدراسة بمتابعة البحث في ظروف محيطية أكثر واقعية.
Critical review
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة خطوة هامة في تحسين أداء الجدران الحاوية على مواد متغيرة الطور من خلال دمجها مع هيكل معدني. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة. أولاً، الدراسة تعتمد بشكل كبير على المحاكاة الرقمية دون إجراء تجارب عملية للتحقق من النتائج. ثانياً، تم التركيز على نوع واحد من المواد متغيرة الطور (البارافين)، مما يحد من تعميم النتائج على مواد أخرى. ثالثاً، الظروف المحيطية المستخدمة في المحاكاة ثابتة، بينما في الواقع تتغير درجات الحرارة على مدار اليوم، مما قد يؤثر على أداء الجدران. وأخيراً، لم يتم التطرق إلى التكلفة الاقتصادية لهذه الحلول، وهو عامل مهم في تطبيقها العملي.
Questions related to the research
-
ما هي المشكلة الرئيسية التي تعاني منها المواد متغيرة الطور (PCM) في تكييف هواء الأبنية؟
المشكلة الرئيسية هي ضعف الإيصالية الحرارية للمواد متغيرة الطور، مما يحد من كفاءتها في تكييف هواء الأبنية.
-
ما هو الهدف الرئيسي من هذه الدراسة؟
الهدف الرئيسي هو تحديد الأبعاد المثلى للجدار الذي يحتوي على مواد متغيرة الطور بحيث يسمح بتغير كامل للطور وتجانس درجة الحرارة دون حدوث تغير سريع في الطور.
-
ما هي المادة متغيرة الطور المستخدمة في هذه الدراسة؟
المادة متغيرة الطور المستخدمة هي البارافين، الذي درجة حرارة انصهاره تساوي 24.5 درجة مئوية.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟
النتائج الرئيسية أظهرت أن ارتفاع الخلايا بحدود 5mm يحقق توافقًا جيدًا بين زمن الانصهار وتجانس درجة الحرارة، وأن نوع المعدن المستخدم ليس له تأثير كبير على الأداء.
References used
KHUDAIR. A. M, FARID. M.M, A review on energy conservation in building applications with thermal storage by latent heat using phase change materials. Energy conversion and management, Volume 45, 2004, 263 – 275
HONG. S.T, HERLING. D.R, Effect of surface area density of aluminum foams on thermal conductivity of aluminum-foam-phase change material composites. Advanced Engineering Materials, Volume 9, 2007, 554-557
HONG. S.T, HERLING. D.R, Open-cell aluminum foams filled with phase change materials as compact heat sinks, Scripta Materialia, Volume 55, 2006, 887-890
rate research
Read More
When the temperature of the external surface of a wall increases, it is important to predict what the thickness of the wall will be so that the internal surface of the wall does not exceed a limit value. We will study, by an analytical method, the ca
se in which the external surface temperature is linearly varying with time in order to determine the time for which the temperature does not exceed a predetermined limit value at a given depth from the surface. Two cases will be considered: the first one is for a wall made of a homogeneous material (e.g. concrete) and the second one is for a wall made up of concrete and phase-changing material whose melting temperature will be selected according to the desired temperature. The results obtained show that a significant delay to reach this temperature can be obtained between the two cases.
The objective of this investigation is to study the influence of application of phase
change material (PCM) in solar basin stills for improving its productivity.
The experimental results of this investigation showed that using phase change
materia
l (paraffin wax) in solar basin still improved its daily productivity, which increased
with increasing the mass of phase change material. The highest increase ratio of daily
productivity was 26.3[%] when using 3.5[kg] of phase change material in plastic case, and
it was 34.74[%] when using 4.5[kg] of phase change material (PCM) in metal case.
Also the experimental results of this investigation showed an increase in the period
of working basin still provided with phase change material compared with basin still
without phase change material. This is owing to the latent heat stored in phase change
material, which is emitted to water when solar radiation decreases. This results in longer
period of work for the basin still.
The Phase Change Materials (PCM) are materials which absorb a great quantity of
energy during the change of phase solid /liquid and relies it during solidification
An application of these materials is thermal energy storage. The PCM integrated into
materials of the building can reinforce their inertia and reduce the power necessary for the
heating and air conditioning. This is particularly true for the buildings of the tertiary sector
whose envelope is light. Nevertheless, one of the characteristics which limits the use of the
PCM is their low conductivity.
The objective of this article is to propose a selection of materials having a
conductivity high enough to make it possible to ensure an air conditioning in summer
while limiting, even while removing, the use of energy (electricity or fuel) thanks to walls
containing these PCMs. This article consists of two parts:
- The first part exposes the problems of the study and specifies the context in which
the use of a PCM as a passive air conditioning system fits.
- The second part fixes the selection criteria which will allow, in a first approach to
choose certain materials.
Latent heat storage is an economical way to achieve energy
efficiency and improve thermal comfort in buildings.
In this research, the effects of using PCM Wallboards in a
residential apartment envelop located in Homs was studied by PCM
Express so
ftware.
PCM wallboard with 23°C melting temperature was used and
installed on the inner face of the walls and ceiling of the apartment.
This investigation shows that the importance of using PCMs in
buildings envelope, compared with conventional thermal insulation
materials, due to the effectiveness of PCMs materials and storing
and releasing of thermal energy, which contributed to reducing of
thermal loads and improved the internal thermal comfort.
Learning fine-grained distinctions between vocabulary items is a key challenge in learning a new language. For example, the noun wall'' has different lexical manifestations in Spanish -- pared'' refers to an indoor wall while muro'' refers to an outs
ide wall. However, this variety of lexical distinction may not be obvious to non-native learners unless the distinction is explained in such a way. In this work, we present a method for automatically identifying fine-grained lexical distinctions, and extracting rules explaining these distinctions in a human- and machine-readable format. We confirm the quality of these extracted rules in a language learning setup for two languages, Spanish and Greek, where we use the rules to teach non-native speakers when to translate a given ambiguous word into its different possible translations.
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
