Теплоинерционные свойства новых композитных фазоизменяемых материалов

Изготовлены   образцы нового композитного фазоизменяемого материала (ФИМ) на основе диатомита и парафина. В двухмерной постановке разработана физико-математическая энтальпийная модель расчета тепловых процессов в композитных материалах. Выделены безразмерные комплексы, определяющие тепловые процессы, и проведен анализ их влияния при различных граничных условиях.  Выполнены  экспериментальные исследования тепловых процессов в новом композитном ФИМ.

Структура диатомита, полученная  методом электронной микроскопии (а); образец  композитного материала на основе диатомита и парафина (б); температура нижней (1) и верхней (2) грани образца (г); разница температуры между нижней и верхней гранью (д): пунктирная линия – образец без ФИМ, основная линия – образец с ФИМ, q=60 Вт/м2.

Результаты расчетов по разработанной модели хорошо согласуются  с результатами экспериментов. При моделировании процесса нагрева нового композитного материала в условиях постоянного теплового потока получено, что тепловая инерционность образцов с ФИМ по сравнению с нагревом образов без него, увеличивалось в 5 раз в широком диапазоне тепловых потоков. С применением разработанной модели проведены расчеты для определения оптимального расположения композитных ФИМ в слоях легких утеплителей ограждающих конструкций зданий с целью снижения перегрева помещений в летний период времени. Расчеты показали, что для обеспечения комфортных условий пребывания внутри помещений наиболее перспективной является конфигурация, при которой  ФИМ располагается вблизи внутренней поверхности стен. При этом температура фазового перехода не должна значительно отличаться от температуры внутри помещений. Оптимальная объемная доля ФИМ в зависимости от целей применения изменяется в диапазоне 10–25%.

ИТ СО РАН, д. т. н., Низовцев М.И., г. н. с., д. т. н. Терехов В.И., вед. инж. Бородулин В.Ю., вед. инж.  Летушко В.Н., тел.: 8(383)316-53-36.