المواد المتغيرة الطور (PCMs) هي مواد يمكنها امتصاص أو إطلاق كميات كبيرة من الحرارة الكامنة. ويحدث هذا عندما تتغير حالتهم الفيزيائية، عادة من الحالة الصلبة إلى السائلة أو العكس.
قياس السعرات الحرارية الدقيقة هو تقنية تقيس الطاقة الممتصة أو المنبعثة أثناء تغيرات الطور، مما يسمح بتحديد كمية الطاقة في الوقت الفعلي.
تتيح هذه التقنية أيضًا الذوبان المستمر وبلورة PCMs المستخدمة في التطبيقات المختلفة لاختبار فائدتها واستقرارها على المدى الطويل.
ما هي المواد المتغيرة الطور؟
مادة تغيير الطور (PCM) هي مادة تقوم بتخزين وإطلاق الطاقة الحرارية. عندما يتبلور PCM، فإنه يطلق كمية كبيرة من الطاقة (طاردة للحرارة)، وعندما ينصهر ويتحول من الحالة الصلبة إلى السائلة، فإنه يمتص كمية مساوية من الطاقة (ماص للحرارة).
يمكن استخدام PCM لتخزين الطاقة الحرارية، حيث يمكنك تخزين الطاقة الساخنة أو الباردة لإصدارها لاحقًا.
ويمكن استخدامها أيضًا كحواجز عازلة أو حرارية في التطبيقات العملية مثل النقل الذي يتم التحكم في درجة حرارته.
أين تم تطوير PCM؟
لقد تم استخدام PCM لسنوات عديدة ببساطة لأن مادة تغيير الطور الأساسية والأكثر استخدامًا هي جليد الماء
هناك أنواع عديدة من PCM:
المواد العضوية - الهيدروكربونات والدهون وكحوليات السكر
هيدرات الملح غير العضوية
Biobased - الأحماض الدهنية المشتقة من النباتات أو الحيوانات.
ومن بين هذه الفئات الواسعة، تعد مركبات PCM غير العضوية هي الأقل تكلفة في الإنتاج والحصول عليها، وتتمتع بقدرة حرارية كامنة عالية وموصلية حرارية عالية.
تتجمد مركبات PCM العضوية المكونة من مجموعات البارافين وغير البارافين دون تبريد فائق (على عكس مركبات PCM غير العضوية) ولها قدرة حرارية كامنة عالية، ولكن إنتاجها مكلف ويمكن أن تكون شديدة الاشتعال.
PCM الحيوي غير سام واقتصادي وله قدرة حرارية كامنة عالية. ومع ذلك، لديهم الموصلية الحرارية السيئة.
يتم استخدام PCM في مجموعة من الصناعات والمنتجات، بما في ذلك البناء والنقل والأجهزة.
ذوبان وبلورة PCM
يمكن أن يؤدي الذوبان والتبلور المستمر إلى جعل PCMS أكثر فعالية وكفاءة للاستخدام في بناء أنظمة العزل حيث يلزم استخدامها في العديد من دورات التدفئة والتبريد دون فقدان الكفاءة الحرارية.
ويتمثل تأثير هذه العمليات في تمكين المادة من قمع تأثيرات التغيرات في درجات الحرارة الخارجية أثناء النهار والليل، مع الحفاظ على درجات حرارة داخلية مقبولة.
يمكن أن تحتوي مواد البناء مثل الطوب والأرضيات والأسقف ومواد التسقيف على هذه PCMs.
ولتحقيق أقصى قدر من تصميم وفعالية PCMs بهذه الطريقة، يجب أن تكون عمليات الذوبان والبلورة مفهومة تمامًا وتوصف بدقة.
تقنية القيام بذلك هي قياس السعرات الحرارية الدقيقة.
ما هو قياس السعرات الحرارية الدقيقة؟
قياس السعرات الحرارية هو علم قياس التغيرات في الحرارة، وقياس السعرات الحرارية الدقيقة هو تطور حساس للغاية لهذا.
يقيس قياس السعرات الحرارية الدقيقة التغيرات الحرارية الصغيرة جدًا في العينة، وهو أسلوب مثبت للتنبؤ بدقة بعمر تخزين المواد.
فيما يتعلق بالتحليل الحراري، الذي يمكنه قياس التغيرات في تدفق الحرارة ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي، تجمع معدات قياس السعرات الحرارية الحديثة بين أنظمة التدفئة والتبريد شديدة الحساسية.
