شناسايي خواص حرارتي عايق هاي پليمري با استفاده از آناليز معكوس ؛ فوم سراميكي زيركونيا

Identification of thermal properties of polymer insulationsusing inverse analysis; zirconia ceramic foam

در سال‌هاي اخير استفاده از پليمرهاي عايق در زمينه‌هاي مختلف گسترش پيدا كرده است. لذا با توجه به اهميت و كاربرد اين نوع پليمرها در صنايع گوناگون، بررسي خصوصيات رفتاري آنها از جمله خصوصيات حرارتي جهت استفاده بهينه و به‌صرفه از آنها ضروري به نظر مي‌رسد. در اين پژوهش با در نظر گرفتن فوم سراميكي زيركونيا به صورت يك بعدي به تخمين خواص تابشي و هدايتي اين نوع فوم به عنوان يك عايق پليمري با استفاده از روش انتقال حرارت معكوس پرداخته شده است. روش انتقال حرارت بكار رفته در اين پژوهش روش گراديان مزدوج مي‌باشد. همچنين از روش عددي حجم محدود براي حل معادلات انرژي و تابش بهره برده شده است. مسئله انتقال حرارت معكوس براي تخمين پارامترهاي تابش- هدايت با در نظر گرفتن دو حالت، تك سنسور و دو سنسور و با در نظر گرفتن حدس‌هاي اوليه مختلف حل شده است. براي حل مسئله معكوس از داده‌هاي مربوط به حل مستقيم استفاده شده و با وارد كردن مقداري خطا، اين داده‌ها در حل معكوس به‌كار گرفته شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه الگوريتم گراديان مزدوج براي محاسبه خواص تابشي و هدايتي پليمرهاي عايق حرارتي نتايج قابل قبولي ارائه مي‌دهد و همچنين با افزايش تعداد سنسورها دقت پارامترهاي تخمين زده شده با استفاده از الگوريتم گراديان مزدوج افزايش مي‌يابد.

In recent years, the use of insulation polymers in various fields has expanded. Therefore, Considering the importance and application of these polymers in various industries, their behavioral characteristics, including thermal properties evaluating their performance and the optimized and efficient use of them is necessary. The study also estimates that radiant and conductive properties of zirconia ceramic foam as an insulating polymer using inverse heat transfer method are discussed. Heat transfer method used in this paper is conjugate gradient method. The control volume numerical methods for solving the energy and radiation are used. The problem of inverse heat transfer is solved for estimation of radiation-conduction parameters by considering two modes, single sensors and two sensors and taking into account different initial guesses. For solving the inverse problem, the data used for direct solving are used and by entering some error, these data are used in the inverse solution. The results show that conjugate gradient algorithm for calculating the properties of radiative and conductive thermal insulation polymer gives acceptable results and also with the increasing number of sensors, parameters are estimated accurately using the conjugate gradient algorithm increases.