التقصي التجريبي لمقاومة التلامس الحراري باستخدام مواد بينية حرارية مختلفة عبر أزواج معدنية مختلفة

الباحث

زينب كاظم حمزة

المشرف

اياد كاظم حسن - كاظم مطر شبيب

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Thermal contact resistance;Thermal interface materials;Metallic pairs;Heat transfer

تعتبر التوصيلية الحرارية وانتقال الحرارة خلال الأزواج المعدنية المركبة ضرورية جدا في تصميم وعمل التطبيقات الحرارية المختلفة ومن أهم المشاكل التي تواجهها عملية التوصيل الحراري هي مقاومة التلامس الحراري التي تكون نتيجة وجود الخشونة والتموج وعدم استواء الأسطح أو الفجوات بين الأسطح ونتيجة لهذه المقاومة يقل التوصيل الحراري. لذلك كان الهدف من هذا العمل هو تقليل مقاومة التلامس الحراري (TCR) وزيادة كفاءة التوصيل الحراري بين الأزواج المعدنية AS yall المختلفة . لتحقيق ذلك كان العمل على مرحلتي المرحلة الأولى تصميم وتنفيذ منظومة توصيل حراري متكاملة وفق المواصفة الأمريكية القياسية )5470 (ASTM D بالمرحلة الثانية من العمل تم استخدام أزواج معدنية مختلفة ومواد بينية متعددة تحت بتسليط احمال من (! كغم - ” كغم) حيث استخدم عينات من سبيكة الألمنيوم نوع AATOT7S وسبيكة النحاس نوع 315 SB- وسبيكة البراص نوع C85700 مصنوعة بشكل أسطواني (بقطر؟ سم وطول 5 سم) تحتوي كل عينة على ثلاثة تقوب لدخول أطراف المزدوجات الحرارية المستخدمة نوع K (نيكل كروم- نيكل ألمنيوم) تتصل بشاشات رقمية Bel pal درجات الحرارة بين العينة العليا القريبة من مصدر الحرارة والعينة السفلى. تم استخدام الهواء ورقائق النحاس ورقائق الألمنيوم ورقائق البراص كمواد بينية حرارية. تم رفع درجات الحرارة حتى الوصول إلى درجة Sm 7١ درجة الاتزان الحراري لجميع القراءات المسجلة لهذا العمل. قسمت الأزواج المعدنية أثناء العمل لخمس حالات مختلفة الحالة الأولى كانت الأزواج المركبة متشابهة بوجود الهواء كمادة بينية حرارية الحالة الثانية كانت الأزواج مختلفة بوجود الهواء كمادة بينية الحالة الثالثئة استخدمت رقائق الألمنيوم (Al foil) كمادة بينية مع مختلف الأزواج المتشابه والمختلفة. الحالة الرابعة كانت رقائق النحاس كمادة بينية (Cu foil) الحالة الخامسة رقائق البراص (Brass foil) مادة بينية. جميع هذه الحالات سجلت أربع قراءات لكل زوج مركب (بدون وزنء ١ كغمء ؟ كغمء ” كغم) وتم دراسة الاختلاف بتوزيع درجات الحرارة لكل زوج معدني حسب الاوزان المسلطة على الزوج المعدني و كذلك تم حساب مقاومة التلامس الحراري عند كل وزن وتم دراسة الاختلاف بمقاومة التلامس الحراري مع الاوزان المسلطة.و بمقارنة جميع النتائج استنتج أن لاستخدام الاوزان المختلفة تأثيرا مفيدا في توزيع درجات الحرارة بين الأزواج المركبة وخفض مقاومة التلامس الحراري. رقائق الألمنيوم والنحاس والبراص كان لها تأثيرايجابي كبير واضحا في تحسين التوصيل الحراري وتقليل مقاومة التلامس الحراري أفضل من الهواء في عدة حالات.

Thermal conductivity and heat transmission through mineral pairs are very necessary in the design and operation of different thermal applications. One of the most important problems facing the thermal conductivity process is the thermal contact resistance), which is the result of roughness, ripple, uneven surfaces, or gaps between surfaces. As a result of this resistance, thermal conductivity is reduced. High temperatures in equipment components are due to a significant resistance to the transport of heat, where higher temperatures have a negative effect on performance and an increased probability of malfunctioning. Thus, this study aimed to identify the lowest thermal contact resistance (TCR) of used metal pairs. In order to achieve this, two stages involved the design and manufacture of an integrated thermal delivery system in accordance with standard American specifications (ASTM D 5470).In the second stages of the work, different metal pairs were used which included aluminum alloy type (AA7075), copper alloy type (SB-315), and brass alloy type (C85700). Each sample had three holes in it for the thermocouple to fit through, and digital screens were used to read the temperatures between the upper sample, which was close to the heat source, and the lower sample. There are also different types of interfacing materials (air, copper foil, aluminum foil, and brass foil) used between the samples. Metal pairs are divided into five different cases. The first case is a similar metal pair that uses air as a thermal interface. The second case is a different metal pair that uses air as a thermal interface material. The third case uses aluminum foil (Al foil) as the interface material. The fourth case uses copper foil (Cu foil) as the interface material. And the fifth case contains brass foil as the interface material. From the difference in temperature distribution of different metal pairs at each applied weight and used interface, the thermal contact resistance is calculated. The results show that using different weights has a clear effect on the temperature distribution between metallic pairs and increases the contact area between samples. The use of interface materials has a clear positive effect on improving thermal conductivity and reducing thermal contact resistance with respect to air. When using aluminum foil as an interface.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب