Densità di accumulo termico elevata di materiali convenzionali di alta qualità per l'accumulo di calore - resistenza ai cambiamenti di temperatura estremi con eccellente calore latente di cambiamento di fase: PCM per l'aviazione militare

Densità di accumulo termico elevata di materiali convenzionali di alta qualità per l'accumulo di calore - resistenza ai cambiamenti di temperatura estremi con eccellente calore latente di cambiamento di fase: PCM per l'aviazione militare

Introduzione ai materiali di cambio di fase per l'aviazione militare:

-- Informazioni di base

• Il materiale di cambio di fase per l'aviazione militare è un tipo di materiale speciale utilizzato appositamente nel campo dell'aviazione militare, in base al cambiamento della temperatura ambientale,quando viene raggiunta la temperatura di cambiamento di fase, il materiale di cambio di fase inizia a cambiare fase, ad assorbire o rilasciare molto calore,e la temperatura di cambiamento di fase è sostanzialmente invariata per mantenere la temperatura ambiente relativamente costante.

-- Tipo di materiale
1Materiale di cambio di fase solido-liquido

• Questo è il tipo più comune di materiale di cambio di fase utilizzato nell'aviazione militare.
• Quando la temperatura viene aumentata alla temperatura di transizione di fase, il materiale passa da uno stato solido a uno liquido, assorbendo una grande quantità di calore.
• Quando la temperatura scende, torna dal liquido al solido, rilasciando calore.
• Ad esempio, alcuni materiali organici a fase variabile come la paraffina, gli acidi grassi, ecc., e alcuni materiali in lega appartengono a materiali a fase variabile solido-liquido.

2. Materiali di cambio di fase a gas solidi

• Tali materiali passano direttamente dal solido al gas durante il processo di transizione di fase, che assorbe molto calore.
• Tuttavia, a causa della grande variabilità del volume del gas, ha relativamente poche applicazioni nel campo dell'aviazione e di solito richiede una speciale tecnologia di imballaggio e controllo.

3Materiali di cambio di fase liquido-gas

• La trasformazione di un liquido in un gas assorbe anche molto calore.
• Tuttavia, l'applicazione nel campo dell'aviazione è anche limitata, soprattutto perché le variazioni di volume e di pressione del gas sono difficili da controllare,e i requisiti di tenuta del contenitore sono estremamente elevati.

Caratteristiche del materiale:
1. Buona conducibilità termica

• Anche se la conduttività termica del materiale di cambio di fase può essere relativamente bassa,la sua conduttività termica può essere migliorata aggiungendo riempitivi ad alta conduttività termica o utilizzando un progetto strutturale speciale.
• Una buona conduttività termica può garantire che il materiale di cambio di fase risponda rapidamente all'assorbimento o al rilascio di calore, migliorando l'efficienza del trasferimento di calore,in modo da ottenere un migliore controllo della temperatura delle apparecchiature aeronautiche.

2Temperatura di cambio di fase adeguata

• La temperatura di cambiamento di fase è uno dei parametri chiave dei materiali di cambiamento di fase, per applicazioni nell'aviazione militare,è necessario selezionare un materiale la cui temperatura di cambio di fase corrisponda all'intervallo di temperatura di esercizio delle apparecchiature aeree.
• In questo modo si può garantire che il materiale di cambio di fase possa subire un cambio di fase alla giusta temperatura durante il funzionamento dell'apparecchiatura e memorizzare e rilasciare efficacemente energia.

3. Piccole variazioni di volume

• Durante il processo di transizione di fase, la variazione di volume del materiale dovrebbe essere il più ridotta possibile per evitare di influenzare la struttura e l'imballaggio dell'attrezzatura aeronautica.
• Se il cambiamento di volume è troppo grande, può causare problemi come la rottura dell'imballaggio e la perdita di materiali, che influenzano il normale funzionamento e la sicurezza dell'apparecchiatura.

4Buona ripetibilità

• I materiali di cambio di fase devono avere una buona ripetibilità, cioè mantenere proprietà stabili dopo più cicli di cambio di fase.
• Ciò è importante per l'uso a lungo termine delle attrezzature per l'aviazione militare, al fine di garantire che i materiali di cambio di fase continuino a gestire efficacemente la temperatura durante tutta la loro vita utile.

Casi di applicazione dei materiali:
 

-- Equipaggiamento di protezione termica individuale per piloti
1Controllo della temperatura della tuta da volo.

• Quando volano a grandi altitudini, i piloti devono affrontare ambienti a temperature estreme, come temperature esterne estremamente basse a grandi altitudini,e il calore emesso dai dispositivi elettronici nella cabina di pilotaggio può causare un aumento delle temperature locali.
• L'applicazione di materiali per il cambiamento di fase nella fodera o nel sandwich della tuta di volo può assorbire o rilasciare calore automaticamente in base alle variazioni di temperatura,mantenere la temperatura corporea del pilota a livello di comfort, e ridurre l'impatto del disagio causato dalla temperatura sul funzionamento e sulla salute del pilota.
• Ad esempio, in ambienti freddi, i materiali di cambio di fase da liquidi a solidi rilasciano calore e forniscono calore al pilota; quando la temperatura nella cabina di guida aumenta, il corpo si trasforma in un sistema di calore.il materiale per il cambio di fase assorbe il calore e impedisce al pilota di surriscaldarsi.

2. Gestione termica del casco

• Il casco del pilota integra numerosi dispositivi elettronici, quali dispositivi di comunicazione, dispositivi di visione notturna, ecc., che generano calore durante il loro funzionamento,e può portare a capelli soffocati e scomodi se indossati per lungo tempo.
• L'aggiunta di materiali per il cambio di fase all'interno del casco può assorbire efficacemente il calore generato dai dispositivi elettronici, mantenere la testa fresca,e migliorare il comfort e la concentrazione del pilota.

-- regolazione della temperatura del sistema di carburante per aeromobili
1- Prevenire il surriscaldamento del carburante

• Durante il volo, il carburante si riscalda a causa del contatto con componenti come il motore e l'attrito dell'aria.
• La temperatura eccessiva del combustibile può influenzare le prestazioni e la sicurezza del combustibile, e persino causare rischi quali il fuoco.e quando la temperatura del combustibile sale alla temperatura di cambio di fase del materiale di cambio di fase, il materiale di cambio di fase assorbe il calore, riduce la temperatura del combustibile e impedisce il surriscaldamento del combustibile.
• Ad esempio, quando il caccia svolge un addestramento di volo ad alta intensità o esegue compiti,la funzione di regolazione della temperatura di questo sistema di combustibile è particolarmente importante per garantire il normale approvvigionamento di combustibile e il volo sicuro dell'aeromobile.

2. Migliorare le prestazioni del carburante a basse temperature

• Quando si vola a grandi altitudini o in zone fredde, la fluidità del carburante si riduce, influenzando l'approvvigionamento di carburante e il normale funzionamento del motore.
• L'utilizzo delle caratteristiche dei materiali di cambio di fase per rilasciare calore a basse temperature può fornire calore aggiuntivo al sistema di combustibile, mantenere la fluidità del combustibile,e assicurare il normale funzionamento dell'aeromobile in un ambiente a bassa temperatura.