تخمین ضریب هدایت حرارتی فوم های پلیمری بر مبنای مدلی تئوری بر اساس اندازه سلولی و چگالی فوم

مکانیزم انتقال حرارت فوم های پلیمری متشکل از سه مکانیزم مختلف از طریق فاز جامد، فاز گاز و تشعشع حرارتی است. ضریب هدایت حرارتی فوم های پلیمری، متاثر از خواص ساختاری این مواد است. از آنجایی که بررسی خواص عایق حرارتی فوم های پلیمری به دلیل وجود خواص مختلف و اثر متفاوت این خواص بر مکانیزم های انتقال حرارت، مشکل است، لزوم استفاده از مدل های تئوری مشهود است. تاکنون مدل های تئوری مختلفی برای تخمین ضریب هدایت حرارتی فوم های پلیمری ارائه شده است ولی در این میان ارائه یک مدل تئوری که براساس تعداد کمتری خواص ساختاری که اندازه گیری آن ها نیز به سهولت انجام گیرد، در کنار دقت و اعتبار کافی می تواند بسیار مفید باشد. بر همین اساس در تحقیق حاضر یک مدل تئوری که صرفا براساس اندازه سلولی و چگالی فوم، ضریب هدایت حرارتی فوم های پلیمری را تخمین می زند، ارائه شده است. در قیاس با نتایج تجربی مشخص شد که خطای مدل تئوری ارائه شده، در بیشترین حالت تقریبا ۸% است. در ادامه، اثر دو پارامتر مهم ساختاری، شامل چگالی فوم و اندازه سلولی روی ضریب هدایت حرارتی، مورد مطالعه قرار گرفت. طبق نتایج به دست آمده، برای دست یابی به کمترین مقدار ضریب هدایت حرارتی، چگالی بهینه نیاز به شناسایی دارد. از طرفی دیگر، انتقال حرارت گاز بیشترین نقش را در انتقال حرارت کل داشته و به منظور کاهش آن، ایجاد سلول های نانومتری به دلیل کاهش انتقال حرارت گاز نقش موثری ایفا می کند.

کلیدواژه ها:

Polymeric Foam ، Thermal Insulation ، Thermal Conductivity ، Theoretical Model ، فوم پلیمری ، عایق حرارتی ، ضریب هدایت حرارتی ، مدل تئوری