بررسي تجربي و تحليلي رفتار گرمايش ژول الياف كربن لايه‌نشاني شده با نيكل

Experimental and analytical investigation of Joule heating behavior of nickel-coated carbon fibers

الياف كربن به روش آبكاري الكتريكي با نيكل لايه نشاني شدند و خواص گرمايش الكتريكي (گرمايش ژول) دو پارچه CF و CF-Ni در ولتاژهاي مختلف با يكديگر مقايسه شد. لايه نشاني با نيكل سبب بهبود خواص رسانايي ليف كربن مي‌شود كه سبب مي‌شود ميزان گرمايش ژول افزايش يابد. بيشترين دما در كمترين زمان (s50) در ولتاژ V5/2 (°C1/282) در پارچه‌ كربن لايه نشاني شده با نيكل ثبت شد. ضريب اتلاف گرما نشان داد كه در هر ولتاژي وابسته به مقدار گرماي موردنياز، ضريب انتقال گرماي خوبي با محيط وجود دارد و مي توان از آن استفاده كرد. مقدار ثابت زماني رشد براي ولتاژ V5/2 برابر s67/8 كمترين مقدار در مقايسه با ولتاژهاي ديگر بود كه نشان دهنده افزايش سريع دما در مدت زمان بسيار كم است. بيشترين توان الكتريكي برابر W3/10 در ولتاژ V5/2 و بيشترين مقدار گرماي توليدي برابر kJ2/824 در ولتاژ V2 رخ مي‌دهد و در ولتاژ V5/2 ثابت زماني سرد شدن s51/36 است كه نشان مي دهد اين كامپوزيت مي تواند به عنوان يك گرم‌كننده عمل كند كه بيشترين انرژي گرمايي الكتريكي را به محيط اطراف منتقل كند.

Carbon fibers were coated with nickel by electroplating method and electrical heating properties (Joule heating) of two CF and CF-Ni fabrics were compared with at different voltages. The address layer with nickel improves the conductive properties of the carbon fiber, which causes the amount of Joule heating to increase. The highest temperature was recorded in the shortest time (50 s) at 2.5V voltage (282.1°C) in the nickel-coated carbon fabric.The heat loss coefficient showed that there is a good heat transfer coefficient with the environment, and it can be used at any voltage depending on the amount of heat needed. The growth time constant value at 2.5 V equals 8.67 seconds, the lowest value in comparison with other voltages, which indicates a rapid increase in temperature in a concise time. The most increased electric power, which is equal to 10.3 W at a voltage of 2.5 V, and the maximum amount of Joule heat, i.e., the uppermost heat production similar to 824.2 kJ, occurs at 2 V, at a constant voltage of 2.5 V, during the cooling time of 36.51 seconds, shows that this composite can act as a heater at this voltage, which transfers the most electric heat energy to the surrounding environment.