ულტრაბგერითი ტექნოლოგიები ენერგიის შესანახად ფაზური ცვლილების მასალებს ავითარებს
, კატრინ ჰილშერი, გამოქვეყნდა Hielscher News-ში
რადგან ენერგიის ეფექტური მართვის გლობალური მოთხოვნა იზრდება, ფაზური ცვლილების მასალები (PCM) თერმული ენერგიის შენახვის მძლავრ გადაწყვეტად იქცევა ყურადღებას. ამ მასალებს შეუძლიათ დიდი რაოდენობით სითბოს შთანთქმა და გამოყოფა დნობისა და გამყარების დროს, რაც მათ ღირებულს ხდის შენობების კლიმატკონტროლიდან დაწყებული, აკუმულატორების გაგრილებითა და განახლებადი ენერგიის სისტემებით დამთავრებული.
თუმცა, მათი პერსპექტიული თვისებების მიუხედავად, ბევრი PCM პრაქტიკული გამოწვევების წინაშე დგას, რაც ზღუდავს მათ ფართო გამოყენებას. მკვლევარები და ინჟინრები სულ უფრო ხშირად მიმართავენ მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერით დამუშავებას. – ასევე ცნობილია, როგორც სონიკაცია – ამ დაბრკოლებების დასაძლევად და ფაზური ცვლის მასალების სრული პოტენციალის გამოსავლენად.
ულტრაბგერითი დამუშავება საშუალებას იძლევა შეიქმნას ნანო-გაუმჯობესებული და ნანოენკაფსულირებული PCM-ები, აუმჯობესებს დისპერსიულ სტაბილურობას და ხელს უწყობს თერმული მახასიათებლების ოპტიმიზაციას. შედეგად, სონიკაცია ერთ-ერთ ყველაზე ეფექტურ ტექნოლოგიად იქცევა მოწინავე PCM სისტემების წარმოებისთვის.
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UIP2000hdT PCM-ების დასამუშავებლად
რატომ არის ფაზური ცვლილების მასალები მნიშვნელოვანი ენერგიის შენახვისთვის
ფაზური ცვლილების მასალები ენერგიას ლატენტური სითბოს სახით ინახავს, რომელიც დნობის დროს შეიწოვება და მასალის გამყარებისას გამოიყოფა. ჩვეულებრივი მასალებისგან განსხვავებით, რომლებიც სითბოს მხოლოდ ტემპერატურის ცვლილების გზით ინახავს, PCM-ებს შეუძლიათ დიდი რაოდენობით ენერგიის შენახვა და გამოყოფა თითქმის მუდმივ ტემპერატურაზე.
ეს თვისება მათ თერმული მართვის სისტემებისთვის ძალიან მიმზიდველს ხდის. შენობებში, PCM-ებს შეუძლიათ შიდა ტემპერატურის რეგულირება დღის განმავლობაში ზედმეტი სითბოს შთანთქმით და ტემპერატურის ვარდნისას მისი გამოყოფით. განახლებადი ენერგიის სისტემებში ისინი ხელს უწყობენ მზის კოლექტორებიდან თერმული ენერგიის შენახვას. ისინი ასევე სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ელექტრონიკის გაგრილებაში, ბატარეების თერმული მართვისა და ტემპერატურის კონტროლირებად ტრანსპორტში.
მარილის ჰიდრატები და ორგანული მასალები ყველაზე ფართოდ შესწავლილ PCM-ებს შორისაა. მაგალითად, გლაუბერის მარილმა (ნატრიუმის სულფატის დეკაჰიდრატი) მნიშვნელოვანი ინტერესი გამოიწვია მისი მაღალი შერწყმის ენთალპიისა და შესაფერისი ფაზური გადასვლის ტემპერატურის გამო. ეს მახასიათებლები საშუალებას აძლევს მას ეფექტურად შეინახოს თერმული ენერგიის მნიშვნელოვანი რაოდენობა.
მიუხედავად ამისა, ბევრ PCM სისტემას აწუხებს სტაბილურობის პრობლემები, რომლებიც უნდა მოგვარდეს ფართოდ გავრცელებამდე.
ულტრაბგერითი დისპერსერი UIP6000hdT ფაზური ცვლილების მასალებისა და სითბოს გადაცემის სითხეების სამრეწველო წარმოებისთვის.
ჩვეულებრივი PCM-ების მუდმივი გამოწვევები
მიუხედავად იმისა, რომ ფაზის შეცვლის მასალებს შეუძლიათ დიდი რაოდენობით ენერგიის შენახვა, მათი პრაქტიკული მუშაობა ხშირად დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად კარგად ინარჩუნებს მასალა სტაბილურობას განმეორებითი გათბობისა და გაგრილების ციკლების დროს. ბევრი PCM განიცდის ფაზური სეგრეგაციის, ზეგაცივების და ცუდი დისპერსიული სტაბილურობის პრობლემებს, რაც დროთა განმავლობაში თერმული მუშაობის გაუარესებას იწვევს.
მარილ-ჰიდრატულ სისტემებში, როგორიცაა გლაუბერის მარილი, ეს პრობლემები განსაკუთრებით გამოხატულია. ფაზური სეგრეგაცია შეიძლება მოხდეს, როდესაც სხვადასხვა კომპონენტი გამოეყოფა დნობის დროს, ხოლო ზეგაცივებამ შეიძლება ხელი შეუშალოს მასალის კრისტალიზაციას მოსალოდნელ ტემპერატურაზე. ეს აფერხებს სითბოს გამოყოფას და ამცირებს სისტემის ეფექტურობას.
კიდევ ერთი გავრცელებული პრობლემაა აგრეგატების წარმოქმნა, როდესაც დანამატები ან ნანონაწილაკები შედის PCM ფორმულირებებში. ჩვეულებრივი შერევის მეთოდები ხშირად ვერ ახერხებენ ნაწილაკების ერთგვაროვნად გაფანტვას, რაც იწვევს არასტაბილურ დისპერსიებს და არათანმიმდევრულ თერმულ ქცევას.
ამ შეზღუდვების გადასაჭრელად, მკვლევარები სულ უფრო მეტად ეყრდნობიან ულტრაბგერით დამუშავებას, რომელიც მიკრო და ნანომასშტაბიან მასალებს დისპერსიისთვის მაღალეფექტურ მეთოდს სთავაზობს.
როგორ აუმჯობესებს სონიკაცია PCM ფორმულირებას
ულტრაბგერითი გამოსხივება ეფუძნება აკუსტიკური კავიტაციის ფენომენს, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღები ვრცელდება სითხეში. ეს ტალღები წარმოქმნის მიკროსკოპულ ბუშტებს, რომლებიც სწრაფად იშლება და წარმოქმნის ექსტრემალური ტემპერატურის, წნევის და ძვრის ძალების ლოკალიზებულ ზონებს.
ეს პროცესი ქმნის ინტენსიურ შერევის პირობებს, რომელთა მიღწევა ტრადიციული მექანიკური მორევის საშუალებით შეუძლებელია. შედეგად, ულტრაბგერითი დამუშავებით შესაძლებელია ნაწილაკების აგლომერატების დაშლა, ნაწილაკების ზომის შემცირება და დანამატების თანაბრად გადანაწილება PCM მატრიცაში.
PCM დისპერსიების ექსპერიმენტული კვლევა აჩვენებს, რომ ულტრაბგერითი შერევა წარმოქმნის მნიშვნელოვნად მცირე აგრეგატებს და უფრო ერთგვაროვან ნარევებს, ვიდრე მაგნიტური მორევა, რაც იწვევს გაუმჯობესებულ სტაბილურობას და რეპროდუცირებადობას.
ეს გაუმჯობესებები პირდაპირ გავლენას ახდენს თერმულ მახასიათებლებზე, რადგან ერთგვაროვანი დისპერსია უზრუნველყოფს ფაზური ცვლილების თანმიმდევრულობას მთელ მასალაში.
რატომ აუმჯობესებს სონიკაცია PCM-ის სტაბილურობას
კვლევები აჩვენებს, რომ შერევის მეთოდოლოგია გადამწყვეტ როლს თამაშობს PCM-ის მუშაობაში.
მაგალითად, მარილი-ჰიდრატის PCM დისპერსიების ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი შერევა აუმჯობესებს ერთგვაროვნებას და სტაბილურობას ტრადიციულ შერევის მეთოდებთან შედარებით.
ულტრაბგერითი დამუშავება აუმჯობესებს PCM სისტემებს რამდენიმე მექანიზმის მეშვეობით:
- უფრო მცირე ნაწილაკების ზომა
კავიტაციის ძალები დიდ კრისტალებს ან აგრეგატებს წვრილ ნაწილაკებად შლიან. - გაუმჯობესებული დისპერსიული ერთგვაროვნება
ულტრაბგერა უზრუნველყოფს დანამატების, როგორიცაა ბირთვის წარმოქმნის აგენტები და გასქელებები, თანაბრად გადანაწილებას. - შემცირებული დალექვა
უფრო წვრილი ნაწილაკები უფრო დიდხანს რჩება შეწონილ მდგომარეობაში. - უკეთესი თერმული შესრულება
ერთგვაროვანი სისტემები ავლენენ უფრო თანმიმდევრულ ფაზურ გადასვლებს და უფრო მაღალ ეფექტურ სითბოს დაგროვებას.
სკამიანი სონიკატორი UIP1000hdT PCM-ების გასაფანტად
ნანო-გაძლიერებული ფაზური ცვლილების მასალები: თბოგამტარობის გაუმჯობესება
PCM-ის კვლევის ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო მოვლენა ნანო-გაძლიერებული ფაზური ცვლილების მასალების (NePCM) გაჩენაა. ამ სისტემებში ნანონაწილაკები ინტეგრირებულია PCM მატრიცაში თბოგამტარობის გასაძლიერებლად და სითბოს გადაცემის დასაჩქარებლად.
ნანომასალები, როგორიცაა გრაფენი, ნახშირბადის ნანომილაკები და ლითონის ოქსიდები, მნიშვნელოვნად აუმჯობესებენ სითბოს გადაცემის სიჩქარეს. თუმცა, ნანონაწილაკები მიდრეკილნი არიან აგლომერაციისკენ ნაწილაკებს შორის ძლიერი მიზიდულობის ძალების გამო. თუ ეს კლასტერები სათანადოდ არ არის გაფანტული, თბოგამტარობის მოსალოდნელი გაუმჯობესების მიღწევა შეუძლებელია.
ულტრაბგერითი დამუშავება აქ გადამწყვეტ როლს ასრულებს. ულტრაბგერითი დამუშავებით წარმოქმნილი ინტენსიური კავიტაციის ძალები ნანონაწილაკების კლასტერებს შლის და ერთგვაროვნად ანაწილებს მთელ PCM-ში. შედეგად მიღებული ნანო-გაუმჯობესებული PCM-ები უფრო სწრაფად შთანთქავენ და გამოყოფენ სითბოს, რაც მათ გაცილებით ეფექტურს ხდის თერმული ენერგიის შენახვის აპლიკაციებისთვის.
ნანო-ენკაფსულაცია: გაჟონვის თავიდან აცილება და გამძლეობის გაუმჯობესება
კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ინოვაცია, რომელიც ულტრაბგერითი დამუშავებით გახდა შესაძლებელი, ფაზის ცვლილების მასალების ნანო-კაფსულაციაა.
ნანო-ენკაფსულირებული PCM-ების შემთხვევაში, ფაზის შეცვლის მასალა მოთავსებულია დამცავ გარსში, რომელიც ხშირად დამზადებულია პოლიმერების, სილიციუმის ან ჰიბრიდული მასალებისგან. ეს გარსი ხელს უშლის გაჟონვას PCM-ის დნობისას და იცავს მასალას ქიმიური დაშლისგან.
ულტრაბგერითი მეთოდით შესაძლებელია უკიდურესად წვრილი ემულსიების წარმოება, რომლებიც მიკრო- და ნანოკაფსულების საფუძველს წარმოადგენს. პროცესი წარმოქმნის ერთგვაროვან წვეთებს, რომლებიც მოგვიანებით ქმნიან PCM ბირთვს, ხოლო გარსის მასალები მათ გარშემო პოლიმერიზდება ან კონდენსირდება. შედეგად მიღებულ კაფსულებს ახასიათებთ ვიწრო ზომის განაწილება და გაუმჯობესებული მექანიკური სტაბილურობა.
ასეთი კაფსულირებული PCM-ები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება მოწინავე აპლიკაციებში, მათ შორის ჭკვიანი ტექსტილის, საფარების, ელექტრონული გაგრილების და თერმული მართვის სისტემებში.
პარაფინის ცვილი, როგორც PCM: სონიკაციის პრაქტიკული მაგალითი
ორგანული ფაზის შეცვლის მასალები, როგორიცაა პარაფინის ცვილი, ფართოდ გამოიყენება მათი ქიმიური სტაბილურობის, არაკოროზიული ბუნებისა და ხელსაყრელი დნობის ტემპერატურის გამო. პარაფინზე დაფუძნებული PCM-ები ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო მასალებში, მზის თერმულ სისტემებსა და თერმული რეგულირების ტექნოლოგიებში.
თუმცა, პარაფინის ცვილს ასევე აქვს შედარებით დაბალი თბოგამტარობა და ემულსიებში ან კომპოზიტურ მასალებში ინტეგრირებისას შეიძლება წარმოქმნას დიდი წვეთები ან აგრეგატები. ულტრაბგერითი გამოსხივება ამ გამოწვევებისთვის ძლიერ გადაწყვეტას გვთავაზობს.
როდესაც პარაფინის ცვილი მუშავდება მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერით, კავიტაციის ძალები გამდნარ ცვილს შლიან უკიდურესად წვრილ წვეთებად, რაც ქმნის სტაბილურ ემულსიებს ან დისპერსიებს. ეს საშუალებას აძლევს ცვილს თანაბრად გადანაწილდეს მატარებელ სითხეში ან პოლიმერულ მატრიცაში. შედეგად მიღებული PCM ფორმულირებები ავლენს გაუმჯობესებულ სითბოს გადაცემის თვისებებს და გაძლიერებულ სტაბილურობას ფაზის ცვლილების განმეორებითი ციკლების დროს.
ულტრაბგერითი დამუშავება ასევე ფართოდ გამოიყენება პარაფინის მიკროკაფსულების წარმოებისთვის, სადაც გამდნარი ცვილის წვეთები პოლიმერულ გარსებშია ჩასმული. ეს კაფსულები ხელს უშლის გაჟონვას დნობის დროს და საშუალებას იძლევა პარაფინის PCM-ები ინტეგრირებული იყოს სამშენებლო მასალებში, საფარებში ან ტექსტილში.
რატომ არის Hielscher Sonicators იდეალური PCM დამუშავებისთვის
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი მოწყობილობა აუცილებელია მოწინავე PCM ფორმულირებისთვის საჭირო დისპერსიული ხარისხის მისაღწევად. Hielscher Ultrasonics გახდა ულტრაბგერითი პროცესორების წამყვანი მიმწოდებელი როგორც კვლევითი ლაბორატორიებისთვის, ასევე სამრეწველო წარმოებისთვის.
Hielscher-ის სისტემები უზრუნველყოფენ ულტრაბგერითი ამპლიტუდის, შეყვანის სიმძლავრისა და დამუშავების დროის ზუსტ კონტროლს, რაც მკვლევარებს საშუალებას აძლევს დახვეწონ PCM ფორმულირებები განსაკუთრებული რეპროდუცირებადობით. მათი ულტრაბგერითი პროცესორები წარმოქმნიან ძლიერ და თანმიმდევრულ კავიტაციის ველებს, რაც უზრუნველყოფს ნაწილაკების ზომის ეფექტურ შემცირებას, დეაგგლომერაციას და ჰომოგენიზაციას.
Hielscher ტექნოლოგიის კიდევ ერთი მთავარი უპირატესობა მასშტაბირებაა. ლაბორატორიულ სისტემებში შემუშავებული პროცესები შეიძლება პირდაპირ გადავიდეს სამრეწველო ულტრაბგერით რეაქტორებზე, რაც მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს, მცირე მასშტაბის ექსპერიმენტებიდან კომერციულ წარმოებაზე გადავიდნენ ძირითადი პროცესის პარამეტრების შეცვლის გარეშე.
Hielscher-ის ულტრაბგერითი პროცესორები უკვე გამოიყენება PCM დისპერსიების მოსამზადებლად სამეცნიერო კვლევებში, რაც აჩვენებს მათ ეფექტურობას ერთგვაროვანი ნარევების წარმოებაში და ნაწილაკების აგრეგატების შემცირებაში.
PCM-ის შემუშავების მიღწევები სონიკაციის გამოყენებით
ენერგეტიკული სისტემების განვითარებასთან და ეფექტური თერმული შენახვის მოთხოვნის ზრდასთან ერთად, ფაზის ცვლილების მოწინავე მასალები სულ უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებენ. ამ მასალების მუშაობა დამოკიდებულია არა მხოლოდ მათ ქიმიურ შემადგენლობაზე, არამედ მათი მომზადებისა და დამუშავებისთვის გამოყენებულ მეთოდებზეც.
ულტრაბგერითი დამუშავება უზრუნველყოფს ძლიერ და მრავალმხრივ ინსტრუმენტს PCM სისტემების მიკროსტრუქტურის კონტროლისთვის. ერთგვაროვანი დისპერსიების, ნანონაწილაკების ინტეგრაციისა და ნანოენკაფსულაციის უზრუნველყოფით, სონიკაცია ხელს უწყობს მრავალი იმ შეზღუდვის დაძლევას, რაც ტრადიციულად ხელს უშლიდა PCM ტექნოლოგიებს.
ულტრაბგერითი დამუშავება სწრაფად ხდება ახალი თაობის PCM-ების ძირითადი ტექნოლოგია, მათ შორის:
- ნანო-გაუმჯობესებული PCM-ები
- ნანო-ენკაფსულირებული PCM-ები
- მაღალი გამტარობის PCM კომპოზიტები
- სტაბილური PCM ემულსიები და დისპერსიები
Hielscher-ის მაღალი ხარისხის, სამრეწველო დონის სონიკატორები საშუალებას იძლევა ხაზოვანი მასშტაბირებისა და ფართომასშტაბიანი წარმოების, რითაც ფაზის ცვლილების მასალები პერსპექტიული ლაბორატორიული მასალებიდან თანამედროვე ენერგიის შენახვისა და თერმული მართვის საიმედო გადაწყვეტილებებად გარდაიქმნება.
ნანო-დისპერსია ზონდის ტიპის sonicator UP400ST-ით
ფაზის ცვლილების გავრცელებული მასალები, მათი თვისებები და სონიკაციის ეფექტები
| ფაზის ცვლილების მასალა | ტიპიური გამოყენება / შენიშვნები | სონიკაციით მიღწეული უპირატესობები |
|---|---|---|
| პარაფინის ცვილი (მაგ., RT პარაფინები, ტექნიკური პარაფინები) | ორგანული PCM; ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო მასალებისთვის, თერმული პაკეტებისთვის, ელექტრონული გაგრილებისთვის. |
სონიკაცია ქმნის წვრილ, სტაბილურ ცვილის წყალში (ან ცვილის პოლიმერში) დისპერსიებს/ემულსიებს, ამცირებს წვეთის ზომას, აუმჯობესებს ერთგვაროვნებას, ხელს უწყობს მიკრო/ნანოენკაფსულაციას და უზრუნველყოფს შემავსებლის უკეთეს განაწილებას უფრო სწრაფი სითბოს გადაცემისთვის. |
| ცხიმოვანი მჟავები (მაგ., ლაურინის, მირისტიკის, პალმიტინის, სტეარინის მჟავა) | ორგანული PCM; კარგი ციკლური სტაბილურობა, გამოიყენება მშენებლობაში და თერმული ბუფერიზაციისთვის. |
ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია აუმჯობესებს ფაზის სტაბილურობას და ამცირებს გამოყოფას; ხელს უწყობს თბოგამტარობის გამაძლიერებლების გაფანტვას (მაგ., ნახშირბადის დანამატები) უფრო ერთგვაროვნად, რაც უზრუნველყოფს დამუხტვა/განმუხტვის სიჩქარის გაუმჯობესებას. |
| მარილის ჰიდრატები (მაგ., ნატრიუმის სულფატის დეკაჰიდრატი / გლაუბერის მარილი, CaCl3)2· 6სთ2ო) | მაღალი ლატენტური სითბო; მიმზიდველია TES-ისთვის, მაგრამ მიდრეკილია სეგრეგაციისა და სუპერგაგრილებისკენ. |
სონიკაცია აუმჯობესებს დისპერსიის ხარისხს და შეუძლია შეამციროს აგრეგატის ზომა ჩვეულებრივ მორევასთან შედარებით, რაც ხელს უწყობს უფრო ერთგვაროვან ნარევებს. გლაუბერის მარილის დისპერსიის კვლევაში, ულტრაბგერითი მეთოდით აგრეგატების შემცირებაში მაგნიტურ მორევაზე უფრო ეფექტური აღმოჩნდა. და მომზადების თანმიმდევრობამ ძლიერ გავლენა მოახდინა ერთგვაროვნებასა და სტაბილურობაზე. |
| პოლიეთილენგლიკოლები (PEG) (მაგ., PEG 600–6000) | ორგანული PCM; რეგულირებადი დნობის დიაპაზონი; გამოიყენება კომპოზიტებსა და კაფსულირებულ სისტემებში. |
სონიკაცია აუმჯობესებს პოლიმერულ მატრიცებში შერევას, ხელს უწყობს ერთგვაროვანი PCM წვეთების ფორმირებას კაფსულაციისთვის, და აძლიერებს ნანონაწილაკების დისპერსიას (ნანო-გაუმჯობესებული PCM) ეფექტური თბოგამტარობის გასაძლიერებლად. |
| შაქრის სპირტები (მაგ., ერითრიტოლი, ქსილიტოლი, მანიტოლი) | მაღალი ტემპერატურის PCM-ები; სამრეწველო ნარჩენი სითბოს აღდგენა, მაღალტემპერატურული შენახვა. |
ულტრაბგერითი დამუშავება აძლიერებს დამატებული ბირთვული ნივთიერებების/თერმული შემავსებლების დეაგგლომერაციას, აუმჯობესებს შეჩერებების/სუფრების ერთგვაროვნებას, და შეუძლია ხელი შეუწყოს უფრო თანმიმდევრულ კრისტალიზაციის ქცევას ფორმულირებულ სისტემებში (განსაკუთრებით ბირთვის წარმოქმნის აგენტებთან ერთად). |
| ბიოზეთები / ეთერები (მაგ., პალმის ზეთის წარმოებულები, ცხიმოვანი ეთერები) | განახლებადი ორგანული PCM-ები; მშენებლობაში და შეფუთვაში გამოყენება. |
სონიკაცია აუმჯობესებს ემულსიფიკაციას და ასტაბილურებს დისპერსიებს, რაც უზრუნველყოფს წვრილი წვეთების განაწილებას, საფარებში/პოლიმერებში უფრო მარტივი ინტეგრაცია და კომპოზიტური PCM-ის უფრო რეპროდუცირებადი წარმოება. |
| ევტექტიკური PCM-ები (ორგანული-ორგანული, მარილის ჰიდრატების ნარევები) | შექმნილი დნობის წერტილები; გამოიყენება, როდესაც საჭიროა ზუსტი გარდამავალი ტემპერატურა. |
ულტრაბგერითი შერევა აჩქარებს მრავალკომპონენტიანი ნაზავების ჰომოგენიზაციას, ამცირებს ადგილობრივი შემადგენლობის გრადიენტებს, აუმჯობესებს სტაბილიზატორების/ნუკლეანტების დისპერსიას და ხელს უწყობს ფაზური ცვლილების თანმიმდევრულ ქცევას ციკლის განმავლობაში. |
| კაფსულირებული PCM-ები (მიკრო-/ნანოენკაფსულირებული პარაფინები, მარილის ჰიდრატები) | გაჟონვის პრევენცია; მარტივი ინტეგრაცია ტექსტილში, საფარებში, კედლის ფიცრებში და სითხეებში. |
სონიკაცია უზრუნველყოფს სტაბილურ ნანოემულსიებს და წვეთების ზომის ვიწრო განაწილებას, რაც კაფსულის უფრო ერთგვაროვან ზომას იწვევს, გაუმჯობესებული ინკაფსულაციის ეფექტურობა, შემცირებული გაჟონვა და უფრო პროგნოზირებადი თერმული რეაქცია. |
| ნანო-გაუმჯობესებული PCM-ები (PCM + გრაფენი/CNT/ლითონის ოქსიდები) | შექმნილია უფრო ეფექტური თბოგამტარობისა და სწრაფი სითბოს გადაცემისთვის. |
კავიტაციით გამოწვეული დეაგლომერაცია ნანონაწილაკებს უფრო ერთგვაროვნად ანაწილებს, რაც ზრდის სითბოს გადაცემის ეფექტურ გზებს, დანალექის რისკის შემცირება (სათანადო ფორმულირებით) და პარტიიდან პარტიამდე განმეორებადობის გაუმჯობესება. |
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- Daniel López Pedrajas (2022): Development Of Nanoencapsulated Phase Change Material Slurry For Residential Applications. Thesis Universidad de Castilla-La Mancha 2022.
- De Paola, Maria Gabriela, Natale Arcuri, Vincenza Calabrò, Marilena De Simone (2017): Thermal and Stability Investigation of Phase Change Material Dispersions for Thermal Energy Storage by T-History and Optical Methods. Energies 10, no. 3: 354; 2017.
- De Paola, Maria; Calabrò, Vincenza; De Simone, Marilena (2017): Light scattering methods to test inorganic PCMs for application in buildings. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 251; 2017.
- Siahkamari, Leila; Rahimi, Masoud; Azimi, Neda; Banibayat, Maysam (2019): Experimental investigation on using a novel phase change material (PCM) in micro structure photovoltaic cooling system. International Communications in Heat and Mass Transfer 100, 2019. 60-66.
ხშირად დასმული შეკითხვები
რა არის ფაზური ცვლილების მასალების გამოყენება?
ფაზური ცვლილების მასალები (PCM) ფართოდ გამოიყენება თერმული ენერგიის შესანახად და ტემპერატურის რეგულირებისთვის. ფაზური გადასვლების დროს დიდი რაოდენობით ფარული სითბოს შთანთქმისა და გამოყოფის მათი უნარი მათ სასარგებლოს ხდის შენობების კლიმატკონტროლში, მზის თერმული ენერგიის შენახვაში, სამრეწველო ნარჩენი სითბოს აღდგენაში, ბატარეებისა და ელექტრონიკის თერმულ მართვაში, ტემპერატურის კონტროლირებად ტრანსპორტში, თერმული რეგულირების მქონე ტექსტილში და სამედიცინო ან საკვები პროდუქტების შეფუთვაში, სადაც სტაბილური ტემპერატურის შენარჩუნებაა საჭირო.
რა ფაზური ცვლილების მასალები გამოიყენება მშენებლობაში?
სამშენებლო სამუშაოებში ყველაზე გავრცელებული PCM-ებია პარაფინის ცვილები, ცხიმოვანი მჟავები, მარილის ჰიდრატები (მაგალითად, ნატრიუმის სულფატის დეკაჰიდრატი ან კალციუმის ქლორიდის ჰიდრატები) და პოლიეთილენგლიკოლები (PEG). ეს მასალები ხშირად ინტეგრირდება თაბაშირ-მუყაოს დაფებში, კედლის პანელებში, საიზოლაციო მასალებსა და ბეტონის კომპოზიტებში. ორგანული PCM-ები, როგორიცაა პარაფინები, განსაკუთრებით პოპულარულია, რადგან ისინი ქიმიურად სტაბილური და არაკოროზიულია, ხოლო მარილის ჰიდრატები ფასდება მათი მაღალი ფარული სითბოს შენახვის უნარის გამო.
რომელ ფაზური ცვლილების მასალებს აქვთ ენერგიის შენახვის ყველაზე მაღალი ტევადობა?
ხშირად გამოყენებულ PCM-ებს შორის, მარილის ჰიდრატებს და გარკვეულ მეტალურ ან არაორგანულ PCM-ებს ახასიათებთ ფარული სითბოს შენახვის ყველაზე მაღალი უნარი. მარილის ჰიდრატებს, როგორიცაა ნატრიუმის სულფატის დეკაჰიდრატი (გლაუბერის მარილი), შეუძლიათ 200–250 კჯ/კგ-ზე მეტი ფარული სითბოს შენახვა, რაც მათ თერმული ენერგიის შენახვის მაღალ ეფექტურობას ანიჭებს. ზოგიერთი შაქრის სპირტი, როგორიცაა ერითრიტოლი, ასევე ძალიან მაღალ ფარულ სითბოს შესაძლებლობებს გვთავაზობს ფაზის ცვლილების მაღალ ტემპერატურაზე.
გამოიყენება თუ არა ფაზური ცვლილების მასალები ელექტრონიკაში?
დიახ, ფაზის შეცვლის მასალები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ელექტრონიკის თერმული მართვის სფეროში. PCM-ები ინტეგრირებულია რადიატორებში, აკუმულატორულ პაკეტებსა და გაგრილების მოდულებში, რათა შთანთქას პიკური თერმული დატვირთვები და თავიდან აიცილონ მგრძნობიარე კომპონენტების გადახურება. მუშაობის დროს, PCM დნება და შთანთქავს ზედმეტ სითბოს, ასტაბილურებს მოწყობილობის ტემპერატურას და აუმჯობესებს ელექტრონული სისტემების, როგორიცაა პროცესორები, LED-ები და ლითიუმ-იონური აკუმულატორები, საიმედოობას და სიცოცხლის ხანგრძლივობას.
ულტრაბგერითი შემცირებული და დისპერსიული კალციუმ-ჰიდროქსიაპატიტი
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია რომ სამრეწველო ზომა.