مدلسازی عددی و تجربی اثر الگو های دوخت بر عملکرد حرارتی عایق‌های چندلایه

Abstract

یکی از چالش های طراحی و ساخت ماهواره ها؛ تغییرات شار های حرارتی وارد بر بدنه است. به منظور کاهش اثرپذیری ماهواره از محیط اطراف، از عایق های چندلایه استفاده می شود. نحوه اتصال پتوهای عایق تأثیر قابل توجهی بر عملکرد حرارتی دارند. هدف اصلی این پژوهش تعیین شرایطی است که تحت آن کمترین مقدار ضریب نشر مؤثر و شار حرارتی در عایق‌های چند لایه حاصل شود. به همین منظور چندین طرح اتصال دوخت مدلسازی شده است و طرح اتصال لایه به لایه به عنوان بهترین طرح اتصال بین پتوهای عایق تعیین شد. همچنین به منظور اعتبارسنجی، مدل بدون دوخت و طرح اتصال لایه به لایه با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. انحراف نتایج مدل عددی از نتایج تجربی کمتر از 9 درصد است. به منظور ارزیابی عملکرد عایق چندلایه، اثر تعداد لایه ها، اثر ضخامت لایه‌ها و جنس مواد نیز تحلیل شده است. همچنین، به دلیل سیکل دمایی در محیط اطراف ماهواره دو حالت شرایط محیطی گرم و سرد لحاظ شده است. نتایج نشان می دهد طرح اتصال لایه به لایه با تعداد 12لایه که در حالت محیطی گرم شار حرارتی 2.0216 وات بر متر مربع و ضریب نشر 0.0037 و در حالت محیطی سرد شار حرارتی 2.360 وات بر متر مربع و ضریب نشر 0.0048 دارد، بهترین طرح اتصال می باشد.