一种适合潜热输送的高温相变石蜡乳状液的热性能

针对太阳能利用、余热利用、集中供暖等应用背景,采用差示扫描量热法(DSC)遴选了一种相变温度合适(相变峰值87℃)、相变潜热值较大(203.9J/g)的工业石蜡,并以此为相变材料,采用非离子型乳化剂及助乳剂复配的方法研制了3种浓度的石蜡乳状液高温潜热输送材料。测定了石蜡乳状液高温潜热输送材料的相变点、相变潜热等热物性,并研究了其蓄热特性。结果表明,该材料是一种在80～90℃之间存在相变的储、传热工质,在相变区间内的储、载热密度远大于水,是一种良好的潜热输送材料。     

纳米铜粉/石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,利用两步法制备了分散均匀稳定的纳米铜粉/石蜡复合相变材料,并研究了其热物性能。研究表明,纳米铜粉的加入能略微降低石蜡相变储能材料的相变潜热,对相变温度的影响不大,但能有效提高石蜡相变储能材料的导热系数,且使纳米铜粉/石蜡复合相变材料具有较好的热稳定性。     

纳米铜粉／石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固一液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,利用两步法制备了分散均匀稳定的纳米铜粉／石蜡复合相变材料,并研究了其热物性能。研究表明,纳米铜粉的加入能略微降低石蜡相变储能材料的相变潜热,对相变温度的影响不大,但能有效提高石蜡相变储能材料的导热系数,且使纳米铜粉／石蜡复合相变材料具有较好的热稳定性。     

石蜡/水相变乳液的稳定性能和储能容量

使用石蜡/水相变乳液作为供冷管网的传热介质,利用石蜡的相变潜热减小储存系统的体积。使用自制的实验平台,研究了石蜡/水相变乳液的泵送循环稳定性能和储能容量。结果表明,相变乳液具有良好的静置稳定性,而泵送循环稳定性能则与石蜡的熔点密切相关。相变乳液的储能容量取决于石蜡的含量,是水的显热容量、石蜡的显热和潜热容量之和。在空调冷冻水系统典型的运行温度范围5~11℃,石蜡质量含量为30%的乳液能输送50 kJ/kg的热量,是水在相同温度范围内热容量的2倍。     

基于纳米粒子/相变石蜡乳状液的研究

介绍了纳米流体的制备方法,探讨了纳米流体强化传热的机理.结合本实验室的研究方向,首次提出了在相变储热石蜡乳状液中添加纳米粒子强化石蜡乳状液传热性能的方法,并制备了纳米铝/石蜡乳状液.分析了该悬浮液的性能,实验结果表明,将0.1%(质量分数)的纳米铝粉分散于石蜡乳状液中,悬浮液的导热系数提高了29.4%,大大提高了石蜡乳状液的传热速率.与水作为储热、传热介质相比,该新型相变纳米流体具有储热密度大、换热能力强的优点.最后,指出了该新型相变纳米流体研究存在的问题并展望了其应用前景.     

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。     

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。     

石蜡基相变材料导热性和液相渗漏研究进展

石蜡具有相变潜热高,相变温度范围宽,无过冷现象,低廉稳定性好,无毒无腐蚀的优点,但存在着导热性差,固液相变时存在渗漏等缺点。目前石蜡已经是最为广泛的一类材料,具有很好的应用前景。论述了解决石蜡基相变材料两大缺点的方向,并展望了石蜡基相变材料的发展趋势。     

纳米铝粉/石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,采用两步法制备了分散性较好的纳米铝粉/石蜡复合相变材料,并对其热物性能进行了实验研究.研究表明,纳米铝粉的加入有效地提高了石蜡相变储能材料的导热系数,而对相变潜热和相变温度影响不大.     

膨胀石墨基复合相变材料的结构与性能研究

以膨胀石墨(EG)为载体,石蜡为相变材料,利用EG对石蜡良好的吸附性,制备了膨胀石墨基复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、RC-4温度记录仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射分析仪对复合相变材料的结构与性能进行了测试和表征。实验结果表明,复合相变材料是EG和石蜡的物理结合,随着EG含量的增加,复合相变材料的相变潜热和相变温度降低,但分散性提高,稳定性增强,导热性能增加;同时,蓄热时间缩短,效率增加,且蓄热过程中温度对复合相变材料相变时间影响明显;综合分析,要保证复合相变材料结构稳定和性能优良,EG的质量分数应控制在10%左右。     

以高岭石稳定的Pickering乳液为模板制备高岭石聚脲微胶囊及相变性能研究

相变微胶囊以其优异的储热性能被广泛用于建筑节能等领域,但是,由于传统相变微胶囊常以表面活性剂所稳定的乳液为模板,由单一高分子聚合物形成囊壁,导致其热稳定性和储热性能较低。本文通过在高岭石稳定的水/石蜡乳液界面处引发异佛尔酮二异氰酸酯和水发生聚合反应,成功获得了囊壁为高岭石聚脲包封客体为石蜡的相变微胶囊。结果表明:相变微胶囊形貌规整呈球形,微胶囊平均粒径为42μm并可通过调控乳液液滴大小实现尺寸调控;该微胶囊的石蜡包封率达85.3%,相变点为49.6℃,热分解温度为218℃,相变潜热高达175.7 J/g。以高岭石稳定的Pickering乳液为模板所制备的相变微胶囊具有良好的热稳定性和相变潜热,有望作为相变储热材料应用于节能领域。     

新型复合相变储能材料Na/Paraffin的制备与性能分析

为提升广泛应用于相变储能领域的石蜡的导热系数,在手套箱内将导热系数高、熔点低、密度小的金属Na与石蜡复合为Na/paraffin新型相变储能材料,并对其导热系数、相变潜热及储/放热特性进行研究。结果表明:5%Na/95%paraffin复合相变储能材料导热系数较纯石蜡提高了17.6倍,储/放热速率均较纯石蜡提升了1倍;经过200次循环实验后,3%Na/97%paraffin复合相变储能材料相变温度由60.58℃下降到59.65℃,相变潜热由166.7520J·g~(-1)下降到160.5632J·g~(-1),热导率由2.33W·m~(-1)·K~(-1)减少到1.98W·m~(-1)·K~(-1)。     

太阳能建筑用石蜡/CNTs相变乳液的制备及光-热性能研究

结合建筑结构在太阳能领域的蓄热控温特点,采用"两步法"制备出适用于太阳能蓄热的新型石蜡/CNTs相变乳液,通过纳米粒度电位仪和布鲁克旋转黏度仪分析了CNTs掺量对相变乳液技术性能的影响,确定最佳CNTs掺量;再采用差示扫描量热仪、导热系数测定仪、自制太阳光-热转换装置及紫外/可见/近红外分光光度计探究相变乳液的热物性能和光-热转换性能。结果表明,随着CNTs掺量的增大,相变液滴的粒径分布和运动黏度发生较为明显的变化,综合考虑相变乳液的稳定性及泵送性,推荐石蜡相变乳液中CNTs的最佳掺量控制为0.6%。由于石蜡具有较高的相变储热性能及CNTs具有较大的导热系数,掺加石蜡/CNTs能够显著增强相变乳液的导热性能和光-热转换能力,完全可用于建筑结构中以达到对太阳光辐射的蓄热与调温作用。     

Thermal properties measurement and heat storage analysis of paraffin/graphite composite phase change material

This study aims at the preparation of a paraffin/graphite waste composite for thermal energy storage application at low temperature. In this composite material, the paraffin is characterized by high phase change latent heat and graphite serves as the heat transfer promoter. An investigation by means of a Differential Scanning Calorimeter (DSC), a periodic temperature method and a heat storage/release performance unit was conducted in order to measure the phase transition properties, the thermal conductivity and the melting time of the paraffin/graphite waste composites respectively. Experimental results indicated that the melting temperature did not change with the change of the amount of paraffin. On the other hand, the latent heat of phase change material increased with the increasing of the paraffin content. Furthermore, the heat transfer in the composite material during the heat storage process was enhanced through thermal conductivity improvement.     

潜热型功能热流体的制备及其传热和流动特性研究进展

介绍了我们近年来对潜热型功能热流体制备、流动和强化换热特性的研究.潜热型功能热流体换热能力比普通流体强,其强化换热的物理机制为:相变颗粒为分布内热源或热汇,相变颗粒的存在改变了流体的温度分布;自研潜热型功能热流体可看成牛顿流体,摩擦阻力系数符合64/Re关系,粘度约是水的5.57倍,优于国内外文献中报道的同类材料的粘度.由于存在相变,相同换热量下泵耗比水小,实际应用的经济性和可行性较好.     

Electrostatic interaction-based self-assembly of paraffin@graphene microcapsules with remarkable thermal conductivity for thermal energy storage

Graphene encapsulating paraffin (paraffin@graphene) microcapsules were fabricated by electrostatic interaction-based self-assembly. An aqueous dispersion of graphene sheets charged with cation, were mixed with a water-based emulsion containning negatively charged paraffin droplet spheres to form self-assembled microcapsules. The morphology of the microcapsules was characterized by scanning electron microscope (SEM). Results show that the microcapsules with a well-defined spherical structure were prepared successfully. Differential scanning calorimeter (DSC) results indicate that the phase change latent heat are all above 200?J g^?1. With a graphene mass fraction of 8?wt%, the thermal conductivity of the fabricated composites can reach 1.73?W m^?1 K^?1. Attributing to the interlocking of graphene with each other, the microcapsules enable lock the paraffin in the shell thus successfully avoiding its leakage during phase change process. The prepared phase change microcapsules are expected to apply in energy storage field.     

膨胀石墨/石蜡相变复合材料有效导热系数的数值计算

通过膨胀石墨粉与石蜡混合制备相变复合材料可有效提高该储能材料的传热性能。为研究膨胀石墨/石蜡相变复合材料的导热机制,提出了膨胀石墨粉与石蜡混合后的3尺度层次固体有效导热系数计算方法。然后,通过数值模拟计算得到了具有不同体积分数和不同导热系数的膨胀石墨导热颗粒的膨胀石墨/石蜡相变复合材料的有效导热系数。结果表明:膨胀石墨能够有效地提高石蜡的导热性能,当膨胀石墨的体积分数为10%时,膨胀石墨/石蜡相变复合材料的有效导热系数是纯石蜡的9倍。此外,提高底层尺度的石墨片与石蜡的混合程度及降低底层尺度石墨的体积分数都能有效提高膨胀石墨/石蜡相变复合材料的有效导热系数。所得结论为探究膨胀石墨粉提高相变复合材料导热系数的机理奠定了基础。     

纳米铜/石蜡相变驱动复合材料制备及热物理性能

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡复合材料。通过TEM、 SEM、 XRD和DSC对复合材料的微观形貌、 物相及相变温度和潜热进行了表征和分析, 并研究了铜含量对复合材料的热敏性、 热膨胀性和热稳定性的影响。结果表明: 石蜡包覆在铜粒表面, 能显著提高其抗氧化性, 铜/石蜡复合颗粒近似球形, 粒径约为100 nm, 多个复合颗粒易团聚形成微米级颗粒; 铜含量对相变温度没有明显影响, 但相变潜热随铜含量的增加近似线性减少; 复合材料的热敏性随着铜含量的增加而提高, 但其热膨胀性则降低; 铜质量分数为60%的复合材料具有较短的升温时间, 体膨胀率降低较小, 且多次加热后稳定性较好, 可作为此类热敏微驱动器的理想材料。