Матэрыялы з фазавым змяненнем (PCM) - гэта асаблівы тып рэчываў, якія могуць паглынаць або вылучаць вялікую колькасць цеплавой энергіі пры пэўнай тэмпературы, падвяргаючыся зменам фізічнага стану, напрыклад, з цвёрдага стану ў вадкі і наадварот.Дзякуючы гэтай уласцівасці матэрыялы з фазавым змяненнем маюць важнае прымяненне ў галіне кантролю тэмпературы, назапашвання энергіі і кіравання тэмпературай.Ніжэй прыводзіцца падрабязны аналіз матэрыялаў фазавай змены:
фізічная ўласнасць
Асноўнай характарыстыкай матэрыялаў з фазавым змяненнем з'яўляецца здольнасць паглынаць або вылучаць вялікую колькасць схаванага цяпла пры фіксаванай тэмпературы (тэмпература зменнага фазы).У працэсе паглынання цяпла матэрыялы пераходзяць з адной фазы ў іншую, напрыклад, з цвёрдага стану ў вадкі (плаўленне).Падчас экзатэрмічнага працэсу матэрыял пераходзіць з вадкасці ў цвёрды (зацвярдзенне).Гэты працэс фазавага пераходу звычайна адбываецца ў вельмі вузкім дыяпазоне тэмператур, што дазваляе матэрыялам з фазавым змяненнем мець добрую тэрмічную стабільнасць пры амаль пастаянных тэмпературах.
Асноўныя тыпы
Матэрыялы з фазавым змяненнем можна класіфікаваць на наступныя катэгорыі ў залежнасці ад іх хімічных уласцівасцей і абласцей прымянення:
1. Арганічныя PCM: у тым ліку парафін і тоўстыя кіслоты.Гэтыя матэрыялы валодаюць добрай хімічнай стабільнасцю, магчымасцю паўторнага выкарыстання і адпаведным дыяпазонам тэмператур фазавых пераходаў.
2. Неарганічныя PCM: у тым ліку солевыя растворы і злучэнні металаў.Іх цеплаправоднасць звычайна лепшая, чым у арганічных PCM, але яны могуць сутыкнуцца з праблемамі аддзялення і карозіі.
3. PCM на біялагічнай аснове: гэта новы тып PCM, які паходзіць з натуральных біяматэрыялаў і мае экалагічныя і ўстойлівыя характарыстыкі.
вобласць прымянення
Матэрыялы з фазавым змяненнем шырока выкарыстоўваюцца ў розных галінах, у асноўным у тым ліку:
1. Энергаэфектыўнасць будынка: інтэгруючы PCM у будаўнічыя матэрыялы, такія як сцены, падлогі або столі, можна эфектыўна рэгуляваць тэмпературу ў памяшканні, зніжаючы спажыванне энергіі для кандыцыянавання паветра і ацяплення.
2. Назапашванне цеплавой энергіі: PCM могуць паглынаць цяпло пры высокіх тэмпературах і вылучаць цяпло пры нізкіх тэмпературах, дапамагаючы збалансаваць попыт і прапанову энергіі, асабліва пры выкарыстанні аднаўляльных крыніц энергіі, такіх як сонечная і ветравая энергія.
3. Кіраванне тэмпературай электронных прадуктаў: выкарыстанне PCM у электронных прыладах можа дапамагчы кіраваць цяплом, якое выдзяляецца падчас працы, павысіць эфектыўнасць і падоўжыць тэрмін службы прылады.
4. Транспарціроўка і ўпакоўка. Выкарыстанне PCM пры транспарціроўцы прадуктаў харчавання і фармацэўтычных прэпаратаў можа падтрымліваць прадукты пры адпаведных тэмпературных умовах і забяспечваць якасць прадукцыі.
Тэхнічныя задачы
Нягледзячы на значныя перавагі матэрыялаў з фазавым змяненнем, яны ўсё яшчэ сутыкаюцца з некаторымі тэхнічнымі праблемамі ў практычным прымяненні, такімі як працягласць жыцця, тэрмальная стабільнасць і патрэба ў тэхналогіях упакоўкі і інтэграцыі.Гэтыя праблемы неабходна пераадольваць за кошт дасягненняў матэрыялазнаўства і інжынерных тэхналогій.
Матэрыялы з фазавым пераходам з'яўляюцца вельмі чаканымі ў галіне зялёнай энергіі і ўстойлівых тэхналогій дзякуючы іх унікальным цеплавым характарыстыкам і шырокім перспектывам прымянення.
Час публікацыі: 20 чэрвеня 2024 г