اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدالتحليل الحراري للجدران الحاوية على المواد متغيرة الطور لاستخدامها في ترشيد استهلاك الطاقة في هياكل الأبنية
Thermal analysis of PCM wallboards to be used in building envelopes for energy conservation
1649
2 137
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
تم في هذا البحث إجراء دراسة رياضية تحليلية لألواح المواد متغيرة الطور PCM wallboards بالاعتماد على محاكاة السلوك الحراري لها حيث تم تحديد المعادلات الناظمة لعملية انتقال الحرارة ضمن الألواح عند تغير حالتها الطورية و تم تشكيل الموديل الرياضي اللازم و إنشاء نموذج للوح المادة متغيرة الطور و تم استخدام النموذج لمحاكاة السلوك الحراري لعدة بُنى مختلفة للجدار (لوح مفرد لمادة متغيرة الطور، لوح مادة متغيرة الطور مع طبقة عازل حراراي، لوح مادة متغيرة الطور مع بلوك اسمنتي).
In this paper, an analytical and mathematical study of the PCM wallboards was done by simulate its thermal behavior, depending on governing heat transfer equations which describe the phase change process of the PCM wallboard . A mathematical model was done and used to simulate the thermal behavior of several different structures of the wall (single PCM wallboard, PCM wallboard + thermal insulation layer, PCM wallboard + a concrete block).
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
يتناول البحث الذي قدمه م. هاشم المحفوض دراسة رياضية تحليلية لألواح الجدران الحاوية على المواد متغيرة الطور (PCM) بهدف ترشيد استهلاك الطاقة في المباني. يركز البحث على محاكاة السلوك الحراري لهذه الألواح من خلال نمذجة رياضية تعتمد على معادلات انتقال الحرارة. تم إنشاء نموذج رياضي لمحاكاة السلوك الحراري لعدة بُنى مختلفة للجدار، مثل لوح مادة متغيرة الطور منفرد، لوح مادة متغيرة الطور مع طبقة عازل حراري، ولوح مادة متغيرة الطور مع بلوك إسمنتي. تم دراسة التدرج الحراري وتوزيع درجات الحرارة في الألواح، بالإضافة إلى زمن الشحن اللازم للوصول إلى أقصى قدرة تخزين للطاقة الحرارية. أظهرت النتائج أن استخدام لوح مادة متغيرة الطور مع طبقة من العازل الحراري هو الأفضل لتحقيق شروط الراحة الحرارية الداخلية للمبنى. يوصي البحث بدمج المواد متغيرة الطور مع مواد العزل الحراري في هياكل الأبنية لتحسين شروط الراحة الداخلية وتقليل استهلاك الطاقة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعد البحث مساهمة قيمة في مجال ترشيد استهلاك الطاقة في المباني باستخدام المواد متغيرة الطور. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، الدراسة تعتمد بشكل كبير على النمذجة الرياضية والمحاكاة، ومن الضروري إجراء تجارب عملية للتحقق من النتائج النظرية. ثانياً، البحث يركز على مواد محددة مثل ClimSel C21، ومن المفيد توسيع الدراسة لتشمل مواد متغيرة الطور أخرى متوفرة في السوق المحلية. ثالثاً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير الظروف المناخية المختلفة على أداء المواد متغيرة الطور، وهو جانب مهم يجب دراسته لتحقيق تطبيقات عملية واسعة النطاق.
أسئلة حول البحث
-
ما هي المواد متغيرة الطور (PCM)؟
المواد متغيرة الطور (PCM) هي مواد تستخدم لتخزين الطاقة الحرارية بشكل كامن من خلال تغيير حالتها الطورية عند درجات حرارة منخفضة نسبياً، مما يساعد في تحقيق ترشيد استهلاك الطاقة في المباني.
-
ما هي أفضل بنية للجدار لتحقيق شروط الراحة الحرارية الداخلية؟
أظهرت نتائج البحث أن استخدام لوح مادة متغيرة الطور مع طبقة من العازل الحراري هو الأفضل لتحقيق شروط الراحة الحرارية الداخلية للمبنى.
-
ما هي الفرضيات الأساسية التي اعتمدت عليها الدراسة؟
اعتمدت الدراسة على فرضيات منها أن انتقال الحرارة يتم بالتوصيل الحراري فقط، وأن السعة الحرارية ثابتة في منطقة الطور الصلب والسائل، وأن الكثافة ثابتة للمادة متغيرة الطور، وتم إهمال انتقال الحرارة بالإشعاع.
-
ما هي التوصيات التي قدمها البحث؟
يوصي البحث بدمج ألواح المواد متغيرة الطور مع مواد العزل الحراري في هياكل الأبنية لتحسين شروط الراحة الداخلية بدون الحاجة لصرف طاقة إضافية، وأهمية إجراء تجارب عملية للتحقق من النتائج النظرية.
المراجع المستخدمة
Ahmad M., Bontemps A., Sallée H., Quenard D. (2006a) Thermal testing and numerical simulation of a prototype cell using light wallboards coupling vacuum isolation panels and phase change material. Energy and Buildings 38:673-681
Ahmad M., Bontemps A., Sallée H., Quenard D. (2006b) Experimental investigation and computer simulation of thermal behavior of wallboards containing a phase change material. Energy and Buildings 38:357-366
Diaconu B.M., Cruceru M. (2010) Novel concept of composite phase change material wall system for year-round thermal energy savings. Energy and Buildings 42:1759-1772
قيم البحث
اقرأ أيضاً
يتم تخزين الطاقة الحرارية في هيكل البناء بشكل كامن باستخدام مواد ذات درجة حرارة
تحول طوري منخفضة تسمى المواد متغيرة الطور.
تم في هذا البحث إجراء دراسة رياضية تحليلية لألواح المواد متغيرة الطور بالاعتماد
على محاكاة السلوك الحراري لها حيت تم تحديد ا
لمعادلات الناظمة لعملية انتقال الحرارة
ضمن الألواح عند تغير حالتها الطورية و تم تشكيل الموديل الرياضي اللازم، كما تم إنشاء
النموذج اللابعدي الخاص للألواح عند استخدامها كطبقة فعالة في هيكل البناء.
يعد تخزين الطاقة الحرارية بالطريقة الكامنة إحدى الطرق الاقتصادية لتحقيق ترشيد
استيهلاك الطاقة في المباني و تأمين شروط الراحة.
تم في هذا البحث دراسة تأثير استخدام ألواح من المواد متغيرة الطور في هيكل شقة
سكنية تقع في مدينة حمص باستخدام برنامج النمذ
جة و المحاكاة PCM Express.
حيث تم اختيار ألواح PCM لها درجة حرارة تحول طوري مساوية لدرجة الحرارة التصميمية الداخلية
ركبت على الوجه الداخلي للجدران و السقف.
إن حساب مقاومة أي عنصر إنشائي للحريق يتم وفق مرحلتين مستقلتين، تتضمن المرحلة الأولى التنبؤ بشكل توزع الحرارة داخل العنصر الإنشائي وتسمى بالتحليل الحراري ثم تليها المرحلة الثانية وهي التحليل الإنشائي, والتي تجرى لهدف أساسي هو تعيين استجابة العنصر الإ
نشائي تحت تأثير الحمولات الستاتيكية وغيرها والحمولات الحرارية. إن التحليل الحراري باستخدام برنامج ANSYS الذي يعتمد طريقة العناصر المحدودة هو هدف هذا البحث
يهدف هذا البحث إلى محاولة ترشيد استهلاك الوقود و حماية البيئة عند تسخين الماء، عن طريق مقارنة أساليب الاستعمال الأكثر انتشاراً لحوامل الطاقة الأولية و النهائية في بلدنا، على سبيل المثال تسخين الماء بواسطة الكهرباء المولدة بالفيول و الغاز، أو الاستخدا
م المباشر للغاز و المازوت في تسخين الماء، و تم حساب كلفة تسخين مياه الاستخدام المنزلي بالطرق المختلفة لإيجاد الطريقة الأقل كلفة و تجنب ألإضرار بالبيئة.
بلغ في هذا البحث مقدار ترشيد استهلاك الطاقة الأولية للازمة لتسخين الماء عند استخدام المراجل العاملة على الغاز و المازوت بحوالي 4 أضعاف أكثر بالمقارنة مع أسلوب استخدام الكهرباء المولدة بالغاز و الفيول، نتيجة لذلك كانت كلفة تسخين الماء باستخدام موقد الغاز أقل بحوالي 4 أضعاف ، بينما كانت كلفة تسخين الماء باستخدام مرجل الغاز أقل بحوالي 10 أضعاف مقارنة مع كلفة التسخين بالكهرباء، كما أظهر هذا البحث أن استخدام الوقود الغازي هو الطريقة الأفضل لتسخين الماء بما يتعلق بترشيد استهلاك الوقود و حماية البيئة.
يهدف هذا البحث إلى إجراء دراسة تجريبية لتأثير استخدام المادة متغيرة الطور (PCM) في المقطرات الصندوقية الشمسية من أجل تحسين إنتاجيتها.
أظهرت نتائج البحث التجريبية المنجزة أن استخدام المادة متغيرة الطور (الشمع البارافيني) في المقطر الصندوقي الشمسي أدى
إلى تحسين في إنتاجيته اليومية، حيث تبين أنها تزداد مع زيادة كمية المادة متغيرة الطور المستخدمة، حيث بلغت أعلى قيمة لنسبة الزيادة في الإنتاجية اليومية 26.3[%] عند استخدام 3.5[kg] من المادة متغيرة الطور الموضوعة ضمن عبوات بلاستيكية، و القيمة 34.74[%] عند استخدام 4.5[kg] من المادة متغيرة الطور (PCM) الموضوعة ضمن عبوات معدنية.
كما أظهرت نتائج البحث التجريبية ازدياد فترة عمل المقطر الصندوقي الشمسي المزود بالمادة متغيرة الطور مقارنة بالمقطر من دون مادة متغيرة الطور. و هذا ناتج عن الطاقة الحرارية الكامنة المخزنة في المادة متغيرة الطور و التي تقدمها للماء عند انخفاض شدة الإشعاع الشمسي مما يؤدي إلى تبخر الماء و استمرار المقطر بالعمل لفترة زمنية أطول.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
