تحلیل حساسیت جامع عوامل مؤثر بر ضریب رسانش حرارتی مواد تغییر فاز دهنده بهبود یافته با نانو ذرات کربن

Abstract

مواد تغییر فاز دهنده ضریب رسانش حرارتی پایینی دارند که جهت بهبود این کمیت می ­توان از نانوذرات کربن استفاده نمود. هدف از مطالعه حاضر بررسی اهمیت عوامل مؤثر بر ضریب رسانش حرارتی بهبود یافته و تعیین محدوده مناسب این عوامل برای حصول بیشترین ضریب رسانش حرارتی بهبود یافته است. بدین منظور تعداد 480 داده­ تجربی حاصل از مطالعات گذشته در زمینه بهبود ضریب رسانش حرارتی با استفاده از نانوذرات کربن جمع آوری شد. سپس این داده­ها با استفاده از روش سطح پاسخ و تحلیل واریانس بررسی گردید تا میزان حساسیت پاسخ به هر یک از متغیرهای مستقل مشخص شود. نتایج نشان داد که بیش از %80 تغییرات در ضریب رسانش بهبود یافته در هر دو حالت جامد و مایع ناشی از سه فاکتور غلظت نانوذرات، برهمکنش غلظت نانوذرات و ضریب رسانش حرارتی ماده تغییر فاز دهنده، و برهمکنش غلظت و ضریب رسانش حرارتی نانوذرات است. همچنین تحلیل نمودارهای کانتور نشان داد که حداقل غلظت مورد نیاز برای دستیابی به ضریب رسانش حرارتی بهبود یافته بیشینه در دو فاز جامد و مایع برابر با %6/8 است. علاوه بر این، ضریب رسانش حرارتی بهبود یافته در فاز مایع در غلظت­های کمتر از %1 با افزایش ضریب رسانش حرارتی ماده تغییر فاز دهنده روند صعودی داشته و در غلظت­های بیشتر از %3 با این پارامتر رابطه معکوس دارد. با توجه به تعدد متغیرهای مؤثر، تمرکز بر روی سه پارامتر اشاره شده می ­تواند به کاهش زمان و هزینه دستیابی به یک ماده تغییر فاز دهنده بهینه در صنعت کمک شایانی نماید