پروژه درس انتقال حرارت تشعشع

موضوع: بررسی تاثیرات جنس و هندسه صفحات بر انتقال حرارت تشعشع میدان نزدیک

مقدمه:
دستکاری انتقال حرارت برای کاربردهای احتمالی در ذخیره گرمایی، مدیریت گرمایی و در دستگاه های حافظه، مورد علاقه مهندسان است. با این حال کنترل انتقال حرارت کار سخت و پرچالشی به دلیل نبود عایق عالی گرمایی مگر در موردهای الکتریکی، است. خلا یک عایق عالی گرمایی به جز در مورد انتقال حرارت تشعشع است. با این اوصاف، استفاده از تاثیرات میدان نزدیک، بهبود تشعشع گرمایی و یا جلوگیری به وسیله خلا می تواند سبب نگه داری مطلوب انرژی شود.

ثابت شده است که تشعشع گرمایی میدان نزدیک انتقال حرارت تشعشعی را حتی فراتر از حد تئوری کلاسیک تشعشع جسم سیاه، بهبود می بخشد. انتقال انرژی گرمایی توسط میدان نزدیک زمانی اتفاق می افتد که یک ساطع کننده انرژی گرمایی و یک گیرنده انرژی گرمایی به اندازه طول موج مشخصه گرمایی یا کمتر به یکدیگر نزدیک شوند. در این ناحیه نزدیک علاوه بر امواج پخش شونده الکترومغناطیس همانند آنچه در تشعشع جسم سیاه داشتیم، امواج ساکن که فقط در طول سطح به وجود آیند نیز در انتقال گرما دخیل هستند.

وجود این امواج ساکن باعث افزایش انتقال گرما با نسبت نمایی با فاصله بین دو صفحه افزایش می یابد )با کاهش فاصله بین دو صفحه انتقال حرارت میدان نزدیک افزایش می یابد(. همین ویژگی های میدان نزدیک آن را برای کاربردهایی از جمله حافظه گرمایی، دیود گرمایی )یکسو کننده گرمایی( و کلیدهای گرمایی، مناسب می کند.

تشعشع میدان نزدیک موضوع بسیاری از تحقیقات علمی از سال 1960 بوده است و در دو دهه اخیر افزایش چشمگیری پیدا کرده است. یکی از موضوعات ساده و در عین حال کاربردی در بهبود انتقال حرارت میدان نزدیک که پژوهشگران تمرکز بیشتری روی آن داشتند تغییر در جنس مواد صفحات و هم چنین تغییر هندسه آنها بوده است که در این گزارش به بررسی چند نمونه از این کارها می پردازیم. در ابتدا تاثیر هندسه به تنهایی سپس تاثیر جنس به تنهایی و در انتها تاثیر تغییر همزمان جنس و هندسه بررسی می شود. در کنار توضیح مختصر کار هر یک از محققان نتایج آنها نیز آورده شده است.