شناسایی خواص حرارتی عایق های پلیمری با استفاده از آنالیز معکوس؛ فوم سرامیکی زیرکونیا

در سال‌های اخیر استفاده از پلیمرهای عایق در زمینه‌های مختلف گسترش پیدا کرده است. لذا با توجه به اهمیت و کاربرد این نوع پلیمرها در صنایع گوناگون، بررسی خصوصیات رفتاری آنها از جمله خصوصیات حرارتی جهت استفاده بهینه و به‌صرفه از آنها ضروری به نظر می‌رسد. در این پژوهش با در نظر گرفتن فوم سرامیکی زیرکونیا به صورت یک بعدی به تخمین خواص تابشی و هدایتی این نوع فوم به عنوان یک عایق پلیمری با استفاده از روش انتقال حرارت معکوس پرداخته شده است. روش انتقال حرارت بکار رفته در این پژوهش روش گرادیان مزدوج می‌باشد. همچنین از روش عددی حجم محدود برای حل معادلات انرژی و تابش بهره برده شده است. مسئله انتقال حرارت معکوس برای تخمین پارامترهای تابش هدایت با در نظر گرفتن دو حالت، تک سنسور و دو سنسور و با در نظر گرفتن حدس‌های اولیه مختلف حل شده است. برای حل مسئله معکوس از داده‌های مربوط به حل مستقیم استفاده شده و با وارد کردن مقداری خطا، این داده‌ها در حل معکوس به‌کار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم گرادیان مزدوج برای محاسبه خواص تابشی و هدایتی پلیمرهای عایق حرارتی نتایج قابل قبولی ارائه می‌دهد و همچنین با افزایش تعداد سنسورها دقت پارامترهای تخمین زده شده با استفاده از الگوریتم گرادیان مزدوج افزایش می‌یابد.

Identification of thermal properties of polymer insulations using inverse analysis; zirconia ceramic foam

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 radiationconduction 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.