طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد دستگاه اندازه گیری ضریب هدایت گرمایی چوب با بهره گیری از لوله‌های گرمایی صفحه تخت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، عضو باشگاه پژوهشگران جوان

2 - استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تبریز

چکیده

در این پ‍ژوهش فرآیند، ساخت و عملکرد دستگاه اندازه‌گیری ضریب هدایت گرمایی چوب، با نوآوری استفاده از لوله‌های گرمایی صفحه تخت،‏‏ تشریح و ارزیابی می‌شود. ضریب هدایت گرمایی در این دستگاه بنابه قانون فوریه و برابر با آیین نامه ASTM[1] C177 ، در چندین شار گرمایی به دست می‌آید. سپس بارسم نمودارِ تغییرات ضریب هدایت گرمایی برحسب دمای میانگین، می‌توان به معادله‌ای برای یافتن ضریب هدایت گرمایی آزمونه درمحدوده دمایی مشخص رسید. در این تحقیق ضریب هدایت گرمایی چوب ممرز که از شمال ایران تهیه شده است اندازه گیری شده تا روند به دست آوردن معادله ضریب هدایت گرمایی برای یک آزمونه توسط این دستگاه مشخص شود. نتایج این تحقیق نشان داده است که ضریب هدایت گرمایی ممرز به طور خطی با دما افزایش می‌یابد. همچنین دیده شد که استفاده از لوله‌های گرمایی صفحه تخت باعث توزیع یکنواخت تر شار گرمایی ورودی بر روی سطح آزمونه‌ها می‌شودکه علاوه بر افزایش دقت،زمان رسیدن به شرایط ماندگار[2]، کاهش می‌یابد و به دست آوردن ضریب هدایت گرمایی تسریع می‌شود، که این امر منجر به کاهش مصرف انرژی و زمان آزمایش خواهد شد



* مسئول مکاتبات: سید معین رسولی ‌نژاد موسوی  Email:moein_rassoulinejad@yahoo.com
[1] American Society for Testing and Materials


[2] -steady-state
 

کلیدواژه‌ها


1- Steinhagen, H. Peter, 1977, Thermal Conductive Properties of Wood, Green or Dry, from to  A Literature Review, General Technical Report, FPL-9.

2- Standard Test Method for Steady-State Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flow Meter Apparatus (C 518-04), Book of ASTM Standards, 04.06, D 10.1520/C0518-04,2010

3- Method of Test for Thermal Conductivity of Materials by Means of the Guarded Hot Plate (C 177-45), ASTM Standards ,Part 3:1084, 1955

4- Clarke, L.N. and R.S.T. Kingston. 1950. Equipment for the simultaneous determination of thermal conductivity and diffusivity of insulating materials using a variable-state method. Australian Journal of Applied science, Vol.1(2):172-187

5- Gu, H., Hunt, J. F., 2007, Two-dimensional finite element heat transfer model of softwood. Part III. Effect of moisture content on thermal conductivity, Wood and Fiber Science, 39(1), pp.159-166

6- Ngohe-Ekam, P.S., Meukam, P., 1, Menguy, G., Girard, P., 2006,Thermophysical characterization of tropical wood used as building materials: With respect to the basal density, Construction and Building Materials, 20, pp. 929–938

7- Method of Test for Thermal Conductivity of Materials by Hot Wire , ASTM Standards ,Part 3:1084, 1955

8- Basiulis, A., Tanzer, H., and McCabe, S., 1986, Thermal Management of High Power PWB’s through the Use of Heat Pipe Substrates, in: Sixth Annual International Electronics Packaging Conference, San Diego, CA, USA, vol. 6, p. 501

9- Rightley, M.J., Tigges, C.P., Givler, R.C., Robino, C.V., Mulhall, J.J., and Smith, P.M., 2003, Innovative Wick Design for Multi-source Flat Plate Heat Pipes, Microelectronics Journal, Vol. 34, pp. 187–194

10- Thomson, M., Ruel, C., and Donato, M., 1989,Characterization of a Flat Plate Heat Pipe for Electronic Cooling in a Space Environment. In: proceeding of National Heat Transfer Conference, Heat Transfer in Electronics HTD-Vol. 111, pp. 59–65

11- Ojen, H., and Hoogendoorn, C. J. , 1979, Vapor Flow Calculations in a Flat-plate Heat Pipe, AIAA Journal, Vol. 17, pp.1251-1259

12- Vafai, K., and Wang, W., 1992, Analysis of Flow and Heat Transfer Characteristics of an Asymmetrical Flat Plate Heat Pipe, International Journal of Heat Mass Transfer, Vol.35, pp. 2087-2099

13- Vafai, K., and  Zhu, N. , 1995, and Wang, W., Analysis of Asymmetrical Disk-shaped and Flat-plate Heat Pipes, ASME Journal of Heat Transfer, Vol.117, pp. 209-218

14- Zhu, N., Vafai, K., 1998, Vapor and Liquid Flow in an Asymmetrical Flat Plate Heat Pipe: a Three-dimensional Analytical and Numerical Investigation, Int. Journal of Heat Mass Transfer, Vol.41, pp. 159-174

15- Zhu, N., and Vafai, K. , 1998, Analytical Modeling of the Startup Characteristics of Asymmetrical Flat Plate and Disk-shaped Heat Pipes, Int. J. of Heat and Mass transfer, Vol.41, pp. 2619-2637

16- Wang, Y., and Vafai, K. , 2000, Transient Characterization of Flat Plate Heat Pipes During Startup and Shutdown Operations, Int. J. of Heat  and Mass Transfer, Vol.43, pp.2641-2655