基于石墨泡沫强化的相变储能材料研究进展

大多数相变储能材料导热性能差是导致其不能推广应用的一个重要因素,因此,目前相变材料研究的重点是提高相变材料的等效导热系数。石墨泡沫由于其特殊的微蜂窝三维结构,使其具有良好的传热性能,在储能领域有很好的应用前景。国内外学者对利用石墨泡沫的强化相变传热进行了一些研究,本文主要介绍了近几年石墨泡沫/相变材料的国内外实验研究和数值模拟研究进展和存在的问题。     

微胶囊相变储能材料的合成及其应用研究进展北大核心CSCD

由于大部分能源通过热能的形式被使用,故在实际应用中提高热能利用率显得尤为重要。相变材料作为一种热能储能介质,通过其储存或释放潜热的特性,可以实现能源的高效利用,进而降低二氧化碳的排放。但是在实际应用中相变材料存在一定的局限性,如过冷现象、低导热率、泄漏和腐蚀问题等。微胶囊相变储能材料(又称为相变微胶囊)是通过一定的封装技术将相变材料包裹在内,从而避免相变材料发生泄漏,可通过对壳材的改性实现更高的机械强度、热稳定性和导热性能。从微观尺度上相变微胶囊可分为微米级和纳米级微胶囊。随着微胶囊相变材料在热能储存领域的广泛应用,越来越多的研究者对其进行深入开发和应用。本文从相变微胶囊的合成材料、制备方法和应用领域等方面进行详细综述,重点介绍相变微胶囊的芯材和壳材的种类及其优缺点;分析相变微胶囊的制备方法及其应用与发展,如电喷雾技术和喷雾干燥法等物理法,乳液聚合法、细乳液聚合法、原位聚合法和界面聚合法等化学法,以及凝聚法和溶胶-凝胶法等物理化学法;最后阐述了相变微胶囊在建筑、调温纺织品和太阳能利用等领域的应用现状及前景。     

球体内混合有机材料相变传热特性分析

利用移动热源法对相变材料在球壳内的凝固与熔化过程进行理论分析,得出不同工况条件下相变热量与相变界面随时间变化规律。与有机混合相变材料实验结果对比表明,该理论分析对实际相变过程有很好的预见性。     

复合相变储能材料的传热性能研究进展

总结近年来国内外相变储能材料的研究状况,包括相变储能材料的制备、传热性能、相变过程数值模拟和应用等,并对复合相变储能材料的传热性能研究方法的前景作了展望。     

相变储热研究进展及综述

清洁能源大多存在固有的间歇性和波动性,可能导致能源供应和能源消费之间的不平衡。储能是必不可少的,相变储能具有熔融凝固循环温度恒定,相对较高的能量密度,体积小,控制相对容易,安全可靠等优点。并针对相变材料的分类、相变储能系统强化传热技术、相变储能技术应用等方面进行了综述。     

低温相变储能材料及其应用研究

利用相变储能材料（PCMs）潜热的热能存储（TES）是一种有效的热量利用方式。目前研究较多的储能材料包括无机体系（盐和水合盐）及有机化合物（石蜡、脂肪酸等）。本文对PCMs进行了归类并介绍了各类PCMs的基本特征;针对单纯的PCMs易泄漏的特点,介绍了多孔材料吸附PCMs形成复合PCMs及微胶囊封装技术;概括了PCMs在温度调控、热量储存等方面的应用;对目前PCMs的发展情况进行了总结,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

储热材料的研究进展及其应用

综述了储热材料的研究进展和实际应用.介绍了储热材料的分类以及各类材料的性能、储能机理和优缺点;介绍了一些新型的相变材料,并结合实例探讨了储热材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;指出了储热材料的研究方向和未来的发展趋势.     

基于Fluent的相变储能材料蓄放热过程的仿真分析

利用相变储能技术,把不连续的热量储存起来,实现能量的时间和空间的转移。相变材料是近年来新型的建筑材料,实际工程中对相变材料传热机理的研究存在一定困难。为了解决相变传热求解困难的问题,利用数值求解法对相变材料建立数学模型,基于Fluent软件对相变换热器的蓄放热过程的数值仿真,获得换热器中PCM的液相分数、温度场的分布状况,得出相变材料固液两相混合时,液态PCM逐渐增厚,从管内流体传到PCM的热流密度逐渐减小,使PCM的液体的熔化过程变慢。利用简易实验验证相变储能换热器的换热特性,为相变储能材料应用到实际工程中提供理论基础。     

十水硫酸钠相变储能材料研究进展

十水硫酸钠(sodium sulfate decahydrate,SSD)具有适宜的相变温度(2.4℃)、较高的相变潜热值(大于200 J/g)、价格低廉、来源广和安全无毒等优点,是一种广受关注的无机水合盐相变材料.然而,在应用过程中存在过冷度大、相分离严重及泄漏等问题.本文综述了近年来解决上述问题的研究进展、共晶盐相...     

新型相变贮热材料

在太阳能热利用、工业余热回收、采暖及空调领域中 ,为了调整热能供应与人们需求之间的不一致 ,热能的贮存是极为关键的一环。目前普遍使用的贮热方式有两大类 :显热式贮热和潜热式贮热。所谓显热式贮热 ,就是通过加热介质 ,使其温度升高而贮热 ,它也叫“热容式贮热”。潜热式贮热是利用贮热介质被加热到相变温度时吸收大量相变热而贮热 ,它也叫“相变式”贮热。物质由固态转变为液态（熔解） ,由液态转变为气态（气化） ,或由固态直接转变为气态（升华） ,都会吸收相变热 ;而进行逆过程时则释放相变热。这是潜热式贮热所依据的基本原理 ,在…     

潜热储热系统强化传热研究进展

近年来,潜热储热系统在太阳能和工业废能的利用中发挥着极其重要的作用,因此用于潜热储热的相变材料受到普遍关注.文章对国内外潜热储热系统众多强化传热技术进行了综述与讨论.     

高温储能系统的传热强化和参数化研究

提出了采用石墨片以强化高温潜热储能系统传热的新结构,并用Fluent软件模拟了该储能系统在释能过程中的瞬态二维传热问题.最后,对影响该潜热储能系统性能的几何和热力参数进行了参数化研究.计算结果表明高温潜热储能系统中增加石墨片能有效地强化传热,并利用计算结果可为高温潜热储能系统进行性能优化设计.     

Review on storage materials and thermal performance enhancement techniques for high temperature phase change thermal storage systems

Designing a cost-effective phase change thermal storage system involves two challenging aspects: one is to select a suitable storage material and the other is to increase the heat transfer between the storage material and the heat transfer fluid as the performance of the system is limited by the poor thermal conductivity of the latent heat storage material. When used for storing energy in concentrated solar thermal power plants, the solar field operation temperature will determine the PCM melting temperature selection. This paper reviews concentrated solar thermal power plants that are currently operating and under construction. It also reviews phase change materials with melting temperatures above 300 °C, which potentially can be used as energy storage media in these plants. In addition, various techniques employed to enhance the thermal performance of high temperature phase change thermal storage systems have been reviewed and discussed. This review aims to provide the necessary information for further research in the development of cost-effective high temperature phase change thermal storage systems.     

组合式相变材料组分配比与储热性能研究

采用焓法对组合式相变材料(PCM)储热系统的相变过程进行了数值计算,分析了组合式相变材料中各个PCM组分质量分数的变化对系统储热性能的影响。结果表明,对于组合式相变材料储热系统,存在着最优组分配比,使得系统的储热性能达到最佳。     

板式相变贮能换热器传热模型和热性能分析

建立了板式相变贮能换热器的无量纲传热模型。它对流体入口流量、入口温度随时间变化情况和需考虑入口效应及添加肋片的情况均适用。模型解和文献准稳态解吻合。作为算例,藉此模型从各时刻的流体温度、相变界面随空间的分布情况和相变蓄热比、相变传热效率、传热系数、完全相变截面位置随时间的变化情况六个角度分析了一板式相变贮能换热器的相变传热性能。该模型可为板式相变贮能换热器的结构优化设计和热性能分析提供帮助。     

相变贮热管管内强化传热的数值研究

以管壳式相变换热器为例,研究了肋片对增强贮热管管内传热的影响。建立了内部设置肋片的贮热管放热过程的数理模型,分析比较了不同的肋片参数,如肋片布置密度、长度及厚度等因素对贮热管放热效果的影响,并通过瞬态传热过程的计算,确定了与多种肋片布置方式所对应的相变贮热管的有效导热系数。     

偏心率对石蜡相变熔化过程影响的数值分析

数值模拟研究了内管和外管之间的圆心距离(偏心率)对石蜡在水平相变蓄热单元中熔化过程的影响。利用焓-多孔模型得到内管加热温度为60、65、70℃和偏心率为0.20、0.40、0.60、0.80、0.93工况下蓄热单元内的速度场,温度分布,液相率分布和综合传热系数。模拟研究结果表明：加热温度为65℃,偏心率为0.20、0.40、0.60、0.80、0.93时总熔化时间分别减少了31.6%、57.4%、76.4%、86.7%、86.7%,偏心率大于0.80,增大偏心率对减少熔化时间没有明显效果;加热温度为60℃,偏心率从0.80增加至0.93,Fo增加了7.5%,总熔化时间增加,熔化过程中综合传热系数总体上逐渐减小,偏心率为0.60和0.80时,综合传热系数先增大后减小,熔化过程中,综合传热系数最大为329.72 J/(m²·K)。     

壳管式相变蓄热器传热效率研究

设计了一套定量测试不同工况下壳管式相变蓄热器传热效率装置。采用壳管式相变储热,石蜡填充入壳管间,管内通入冷、热载流体,模拟吸热放热过程。测试发现:相同入口条件下,单位时间传热量随入口水温增加呈线性增加;管内载流体流量加大有助于提高传热水平,15~60 L/h流量内单位时间传热量增速随流量增加放缓;不同材质传热管单位时间传热量变化并不明显,表明管道热阻在相变蓄热器总热阻中所占份额较小;相同工况下的蓄热过程,热载流体由下向上流动传热形式明显优于由上向下管排形式;尝试在封装相变材料中添加金属网状结构,强化相变材料内部热传导速率,对比发现相同工况下相变材料中添加金属网状结构,可提高10%~15%左右传热量。