蓄热储能相变复合材料的研究及其进展

蓄热技术是解决当前人类能源危机的一个重要手段之一,蓄热方法在显著蓄热、潜热蓄热和化学反应蓄热等,本文从相变蓄热材料的分类,进行较为全面系统的分析,并指出该种材料在节能、工程保温、航空航天等领域的潜在应用前景.     

蓄热相变对煤体渗透率的影响作用研究

为研究热环境下液固膨胀相变对煤体增透的作用,在蓄热相变对煤体增透实验的基础上,获取了蓄热相变作用下煤体渗透率和T_2弛豫时间谱变化特征,分析了蓄热相变作用对煤体渗透率和孔裂隙结构的影响。研究结果表明:蓄热相变作用下煤体渗透率增幅最大达到150.8%,蓄热相变作用所提供的热环境可以促进相变膨胀对煤体增透的效应;煤体T_2弛豫时间在10～50 ms之间和100 ms左右的谱峰值上升较高,增幅分别为15.36%及18.03%,且介于2个谱峰之间的T_2值增幅最大达到47.11%,蓄热相变主要通过增加中大孔和裂隙的数量以及两者之间孔裂隙结构的连通性进而增加煤体的渗透率。     

相变蓄热作用下煤体增透影响因素研究北大核心

为了研究相变蓄热作用下煤体增透的影响因素,开展了相变蓄热煤体增透试验和煤体瓦斯渗流试验,分别分析了相变蓄热作用下相变初始温度、相变次数、煤体含液率、煤体破碎程度等因素对煤体渗透率变化的影响。研究结果表明:煤体渗透率增幅随相变初始温度的增加呈线性增长;煤体含液率和相变次数是相变蓄热作用下影响煤体增透效果的重要因素,随着煤体含液率或相变蓄热次数的增加,煤体渗透率增幅整体上呈指数型增长,分别最大可增至556.04%和406.92%,但是当相变蓄热次数增高到一定程度时,煤体渗透率增加的幅度快速减小;且煤体增透效果和煤体破碎程度关系密切,当煤体碎程度较高时,煤体渗透率增幅也较明显。     

碳材料在热能领域中的应用与研究进展

综述了碳材料在强化传热、化学热泵和潜热蓄能等热能领域中的最新应用与研究进展;并介绍了笔者所在研究小组在利用碳材料提高定形相变蓄热材料热力学性能方面的初步研究。     

煤层钻孔升温提高瓦斯抽放效率的新思路

为了进一步提高煤体瓦斯防治效果,基于我国煤储层高瓦斯、低渗透等特性,结合现有的绿色环保蓄热技术及材料,提出了一种新的煤层钻孔加热方法。主要是通过拟定设计一种适用于煤层钻孔的相变储热材料封装装置,并在装置内装入选定的相变储热材料,根据材料的相关参数进行模拟计算热响应半径及其对瓦斯解吸的影响规律。结果显示单从计算角度看,利用在钻孔内安放相变材料提高煤层温度促解吸方法具有一定的可实施性,且相比常规的负压瓦斯抽放、注气增产等方法更节能环保,具有一定的优越性。     

热管抑制煤自燃的降温效应分析

为了有效扩散煤堆内部积聚的热量从而抑制煤火自燃灾害的出现,基于高效相变的热管深部移热技术实现自动快速转移煤自燃热量,采用实验的方法对比分析了所设计的热管插入煤堆前后煤层内部的降温效应,得到了煤层温度随热管插入间距、深度及角度分布和煤层蓄热量的变化规律,探讨了热管扩散煤堆自燃热量的降温冷却效应传递机理。结果表明所设计的热管可以自动连续实现有效扩散煤堆氧化所蓄存热量,有望利用热管的自动调温特性实现各煤层温度平衡,对于预防煤田自然发火具有一定的参考价值。     

低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热技术试验研究

为有效解决当前燃煤热风炉的大气污染物超标问题,采用低浓度瓦斯蓄热氧化系统替代燃煤锅炉为煤矿供热,介绍了低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热技术工艺流程及阳煤五矿低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热示范工程。通过现场试验运行,考察环境温度、抽采瓦斯浓度及流量、进风井进风量等参数对井筒加热效果的影响规律,为优化系统工艺提供控制参数选取依据,为提高系统运行安全性和稳定性提供理论支撑。试验结果表明,环境温度和进风井进风量主要影响系统热量需求,应改变低浓度瓦斯蓄热氧化装置的热能输出以适应热量需求的变化;抽采瓦斯浓度和抽采瓦斯流量主要影响系统热量生产,应调整低浓度瓦斯蓄热氧化装置的运行参数,以适应热量生产工况的变化。同时,在调整蓄热氧化装置的运行参数或热能输出时均需满足系统运行的安全性、协调性及稳定性要求。     

相变储能墙体应用于避难硐室的基础试验研究北大核心

提出了一种避难硐室相变储能墙体蓄热控温的方法,即常规状态下矿井压风、储能墙体相变蓄冷,发生矿难时墙体相变吸热的耦合控温方法;将硅藻土基相变材料作为储能骨料添加物制备复合水泥砂浆后敷设到避难硐室墙体,达到控温效果。试验结果显示:当储能骨料掺入量为15%,活性炭的掺入量为6%,制备的复合水泥砂浆可适应用到避难硐室的储能墙体结构中,改善避难硐室内热环境。     

矿井乏风氧化装置内蜂窝蓄热体换热过程的数值模拟

矿井乏风氧化装置利用热逆流氧化技术,使乏风中的低浓度甲烷在高温下氧化并放出热量,具有环保和节能的双重意义。对矿井乏风氧化装置内的蜂窝蓄热体的单管通道建立了数学模型,利用FLUENT软件对单管通道内的三维非稳态流动及换热过程进行了数值模拟,得到了蜂窝蓄热体内纵向温度分布、横截面的温度和速度分布、蓄热体纵向温度的瞬时变化规律以及蓄热体的温度效率和压力损失等参数,为矿井乏风氧化装置的设计计算提供了参考。     

蓄热式低浓度瓦斯发电系统设计与试验研究

针对我国低浓度瓦斯浓度波动大,易对斯特林发动机的运行造成冲击等问题,设计了一套蓄热式低浓度瓦斯发电系统,并对其蓄热性能进行试验研究。研究表明,蓄热器在斯特林发动机的加热、运行、停火阶段具有良好的蓄热性能,可使低浓度瓦斯在多孔介质中产生的热量多时储存,少时释放,有效降低由于气源浓度波动导致对斯特林发动机的冲击。蓄热球粒径10 mm工况下蓄热效果最佳,同时斯特林发动机输出功率的波动也明显降低。     

煤矸石处置与综合利用研究

为了减少煤矸石、粉煤灰、尾矿、废石、弃渣等固体废物的产生量,研究了煤矸石处置与综合利用技术,分析了孝义市煤矸石的产生和堆存情况、煤矸石的危害以及现阶段煤矸石的综合利用情况,研究了煤矸石处置与综合利用技术思路,确保煤矸石科学、无害化堆存以及煤矸石能够综合利用.重点分析了规模化利用技术,主要为煤矸石生产免烧透水砖、透水珠技...     

相变储能铝合金的组织及储热性能研究

采用熔铸的方法制备了不同成分的Al-Si及Al-Si-Mg-Cu系合金, 通过XRD、SEM、EDS等实验手段对各样品相组成和微观组织进行了观察分析, 并利用差示扫描量热仪(DSC)对样品单位质量相变潜热、单位体积相变潜热相关性能进行了研究。结果表明: Al-Si-Mg-Cu合金中的共晶组织相对于Al-Si合金中的明显细化; Al-Si共晶的铝合金较Al-Si-Mg-Cu合金的单位质量相变潜热大, 同时相变潜热与共晶组织的含量正相关的关系; 由于密度的变化使单位体积的储热量排序与其单位质量的储热量排序不同, Al-13Si的单位体积潜热最高, 为1 384.2 J/g。     

混凝土保温复合材料在工业建筑节能设计中的应用研究

针对传统建筑保温材料高能耗的缺点,在节能建筑理念支持下,提出利用节能、高效的混凝土保温复合材料做外墙保温,深入研究其在工业建筑节能设计中的应用.根据微孔轻质混凝土性能以及施工,以配合比原则制定合理的混合材料设计方案,制备出2组试件,分别计算其导热系数、蓄热系数,并以水泥用量、空气湿度因素作为变量.测试结果得出,微孔轻质...     

Current situation and development tendency of thermal spraying materials in China

Current situation and development tendency of thermal spraying materials in China@于月光$Beijing General Research Institute of Mining & Metallurgy Beijing 100044 , China     

Current situation and development tendency of thermal spraying materials in China

The current situations of thermal spraying materials in China are described in this paper.The thermal spraying technology in China has a great progress over tens of years. More than one hundred varieties of material products serve thermal spraying producing now. They belong to three kinds, powders,wires and rods. Technologies for producing alloy, ceramic and composite powders, alloy and cored wires,and oxide ceramic rods are applied to large-scale production. Many research and development works on advanced materials for thermal spraying are carrying out recent years. They show that the general tendencies of thermal spraying materials in China are composite or low-impurity component, ultrafine or nanosized microstructure, high properties, and specialized and systematized applications. Thermal spraying materials have great prospects with the development of saving society in China.     

Current situation and development tendency of thermal spraying materials in China

The current situations of thermal spraying materials in China are described in this paper.The thermal spraying technology in China has a great progress over tens of years. More than one hundred varieties of material products serve thermal spraying producing now. They belong to three kinds, powders,wires and rods. Technologies for producing alloy, ceramic and composite powders, alloy and cored wires,and oxide ceramic rods are applied to large-scale production. Many research and development works on advanced materials for thermal spraying are carrying out recent years. They show that the general tendencies of thermal spraying materials in China are composite or low-impurity component, ultrafine or nanosized microstructure, high properties, and specialized and systematized applications. Thermal spraying materials have great prospects with the development of saving society in China.     

金属-有机框架在锂离子电池电极材料中的应用

锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、低成本、寿命长等优点,被认为是便携式电子设备和电动汽车最有前途的储能技术.金属-有机框架(MOFs)具有超高孔隙率、功能多样性、结构可控及易制备等独特优点,被广泛应用在异相催化、电化学储存与转化、气体吸附和分离等领域中.对MOFs直接作为锂离子电池负极材料及正极材料的研究进展进行了阐述,重点总结了MOFs衍生材料(多孔碳材料、单一金属氧化物、多组分金属氧化物、磷化物等)应用于锂离子电池电极材料中的合成方法、结构及电化学性能.最后对MOFs及其衍生材料在锂离子电池正极和负极材料的发展方向进行了展望,为新型电极材料的下一步开发方向提供一定的思路和建议.     

开封凹陷区深层地热资源评价

为推动清洁能源的开发利用,减少碳排放,服务国家清洁取暖试点城市建设,以开封市区为例,评价分析了开封凹陷区深层地热资源。根据研究区内存在的开封断裂和祥符—刘店断裂,把研究区切割为4个区块进行研究,计算得出,新生界热储储存热水资源总量为107.47×10 10 m 3;地热储存热量为439.90×10 18 J。根据《地热资源地质勘查规范》（GB 11615—2010）对地热田规模的划分,得出3个大型地热田,分别为新近系明化镇组热储、新近系馆陶组热储和古近系热储。研究确保地热能安全可持续开发利用,推进清洁能源开发利用进程;可为后期城市发展规划和建设项目布井方案（采灌井比、采灌井间距）提供地热能源利用技术依据。     

铅铁团簇的研究进展

铁作为著名的磁性材料及应用甚广的催化材料，铁团簇已经在实验和理论上被研究了很多年，铅具有高导热性、化学惰性以及高沸点等优良性能，且作为目前我国应用最广的铅酸电池的主要材料，铅团簇的理论研究也一直是一个热点。随着计算机运行速度以及计算机模拟技术的发展应用密度泛函理论对其结构以及电子性质的研究日益增多。为了研究铅铁合金团簇内部结构，探明铅与铁间相互作用的机理，进一步提高铅铁合金团簇的稳定性，本文综述了近年来国内外应用密度泛函理对对铅铁团簇的研究现状，同时重点介绍了铅与铁单原子团簇目前的研究进展，旨在为研究铅铁合金团簇间的相互作用行为提供理论依据