膨胀石墨/石蜡复合相变蓄热材料的制备及性能研究

以石蜡作为相变蓄热材料的基本材料,利用膨胀石墨的高吸附性和高导热性提高相变材料的传热性能,制备出不同配比的中低温相变蓄热材料,利用DSC测试出各组复合相变蓄热材料的热物性参数.研究结果表明:膨胀石墨含量不宜过多,应该小于5％;添加的膨胀石墨对石蜡相变点和焓变的影响很小.     

膨胀石墨/石蜡复合相变蓄热材料的制备及性能研究

以石蜡作为相变蓄热材料的基本材料,利用膨胀石墨的高吸附性和高导热性提高相变材料的传热性能,制备出不同配比的中低温相变蓄热材料,利用DSC测试出各组复合相变蓄热材料的热物性参数.研究结果表明:膨胀石墨含量不宜过多,应该小于5%;添加的膨胀石墨对石蜡相变点和焓变的影响很小.     

铝硅合金潜热变化规律的DSC分析

通过真空电弧炉制备不同Si质量分数的铝硅合金,利用差示扫描量热分析仪测量合金的潜热,分析了Al-Si合金的成分与潜热之间的相互关系。结果表明,Al-Si合金初生相和共晶相的潜热需要进行单独求解,在Si的质量分数为4.16％～21.4％范围内,Al-Si合金潜热随Si的质量分数增加呈线性增加,亚共晶潜热、过共晶潜热具有不同的线性关系,分别为:L_hypo=353.4+12X(亚共晶)和L_hyper=409.6+7.54X (过共晶),其中X为Si的质量分数;过共晶Al-Si合金中初生Si相的潜热与纯Si的潜热相差较大是由Al-Si熔体中与纯Si熔体中Si的形态差异引起的。     

石蜡相变蓄热过程数值模拟

相变材料（PCM）相变过程的传热特性对潜热储存过程的有重要的影响．对一种圆环形柱体石蜡相变蓄热材料,分别建立了忽略液相自然对流和考虑液相自然对流相变过程的数学模型,采用FLUENT软件对其蓄热熔化过程进行数值模拟,获得石蜡熔化过程温度场分布、熔化时间以及相界面移动规律,并数值计算了石蜡水平放置和竖直放置时,熔化过程的熔化时间和温度分布．对比两种模型的模拟结果表明,当石蜡材料厚度大于40mm,熔化过程中液相中自然对流作用对熔化过程有较大的影响．     

材料量热学的发展现状

材料量热学是测量材料变化过程中与热有关的各种物理量（如热焓、熵值等）变化规律的一门学科,分析了国内外材料量热学的发展状况,尤其对材料量热学中的热分析技术进行了论述,对热分析方法中的差热分析方法（DTA）和差示扫描量热法（DSC）的应用情况做了分析和展望。     

复合相变蓄热材料太阳能通风井性能

针对太阳能通风井道蓄热单元的技术需求,制备了复合相变蓄热材料,并将其应用于通风井壁,建立了基于复合相变蓄热材料的太阳能通风井测试系统,并测试了其运行性能。结果表明：添加5%碳纳米管制备的复合相变材料,其导热系数为0.65 W/m·K,是添加前的2.03倍,相变潜热为107 J/g,是添加前的0.718倍。应用上述材料的太阳能通风井测试系统在10：00-21：00时段通风量为55.0~103.9 m³/h,其中在17：00风速和风量达到最大,为良好的自然通风提供了保障。     

乳液聚合法制备石墨烯改性MUF/石蜡相变材料微胶囊

以石蜡为芯材,MUF树脂为壁材,石墨烯作为改性添加剂,采用乳液聚合法制备相变微胶囊。采用FI-IR,FE-SEM,DSC,TG等测试方法对相变微胶囊的形貌和热性能进行表征,并讨论了微胶囊制备工艺中的乳化转速与相变微胶囊粒径分布的关系,建立了高斯分布模型。结果表明:微胶囊呈圆球状,表面较为光滑。其囊壁约为75 nm,且具有较好的弹性。微胶囊的粒径分布基本服从于高斯分布。微胶囊的平均相变潜热为144.1 J/g,对石蜡的包覆率为64.3%,且无明显的过冷现象,经过120次热循环测试后质量的衰减率为1.88%,对石蜡起到了明显的保护作用。     

InN半导体纳米晶相变活化能的研究

导出了相变活化能E与加热速率Φ和峰值温度Tp的关系表达式.用差示扫描量热分析法,研究了InN半导体纳米晶在不同加热速率条件下由室温立方相向高温六方相转变的特征参数Tp.然后根据导出的关系表达式和实验数据,计算所得的InN半导体纳米晶由立方相转变为六方相的相变活化能为E=1.3466×103kJ／mol.     

石蜡基复合相变储能材料的研究进展

石蜡类有机物用做相变储能材料具有相变焓高、相变温度范围广、价格低等优点,但其较低的导热系数限制了吸／放能效率的提升。添加高导热物质合成复合相变材料,用以强化石蜡类有机相变材料传热能力是非常有前景的研究方向。评述了多种石蜡基复合相变材料的合成方法及热学性能,并展望了石蜡基复合相变材料的发展趋势。     

棕榈酸/石蜡复合相变储能材料

将石蜡(PW)与棕榈酸(PA)熔融超声共混,制备出了一系列PA/PW复合材料。采用瞬态热丝法(SHW,Short-Hot-Wire)测量PA/PW复合材料的导热系数,用差示扫描量热仪(DSC,Differential Scanning Calorimetric)分析复合材料的相变温度(T)和相变潜热(L),采用红外光谱仪(FTIR,Fourier Transform Infrared)对复合物的组成进行表征。复合材料的红外吸收光谱图表明,PW和PA只是简单的物理混合,未生成新物质。复合相变材料的导热系数大致随温度的升高而降低,而在30和50℃左右时由于固-固和固-液相变的作用,导热系数测量值出现了一定程度的升高。复合材料的Ts-s(固-固相变温度)都比PW的略高;与纯PW相比,除PA的质量分数w=35%之外,其他比例复合材料的Ts-l(固-液相变温度)都较纯PW的低;除w=35%的Ls-l(固-液相变潜热)比纯PW的低之外,其他比例复合材料的Ls-l都比纯PW的Ls-l高。     

太阳能集热器、空气能热泵及相变蓄能装置一体化控制的研究

系统采用太阳能集热器与大水箱温差循环的方法进行热量交换,利用空气能热泵作为辅助能源,以石蜡作为相变蓄能材料储藏热量。系统的控制部分采用超低温保护和系统排空双保险的方法,确保在寒冷北方地区使用;太阳能集热器采用串联360。万能角度强制循环系统,连接循环管道少、热损小、系统热效率高,安装场地适应性强,运营成本低。通过运行验证,系统达到了热交换充分、节能高效、能源互补及时到位、适用地区广泛的目的。     

太阳能相变蓄热系统在空调制冷中的应用研究

将太阳能相变蓄热应用到空调制冷系统中,提出了一种太阳能相变蓄热空调制冷系统。对相变蓄热装置放热过程中的部分热工参数进行了计算,并对空调制冷系统的热效率进行了分析。通过分析可知,该系统避免了以往太阳能空调系统存在的不稳定性和间断性问题;太阳能相变蓄热装置具有体积小、蓄热量大、放热温度均匀、便于控制等特点,适用于存储太阳能并为空调制冷系统提供加热热源。     

高温相变储热单元模拟研究与计算

运用Fluent软件对圆形储热单元内部LiCl高温相变材料熔化过程进行二维数值模拟。模拟结果表明：不同位置的LiCl都会出现恒温＂平台＂,其平台的长度和出现的时间间隔随空间位置的不同而有显著差异;随时间的增加,储热单元储热量在相变区明显增大,其储热功率也相应出现了最大值。相变材料的导热系数、相变储热单元的形状和空间尺度以及其恒温隔热装置是改善相变储热系统储热性能的关键性因素。     

太阳能沸石储热技术的实验研究

为了探索利用太阳能进行储热和供暖的可能性,建立了一套开式循环太阳能储热装置,开展太阳能热利用的实验研究.实验采用天然沸石作为吸附剂,水作为吸附质,沸石床集储热和供热于一体.为了尽可能接近实际应用情况,实验过程全部在冬天寒冷环境下完成.在对冬天太阳辐射能观测的基础上.详细测量了天然沸石床的吸附/脱附的动态特性,对冬天正常日照条件下沸石储热床的吸附/脱附过程的可利用热能进行计算;进而对整个太阳能储热装置的热效率进行分析,为太阳能用于供暖提供基本依据.根据计算,装置的吸附热约为152.5 kJ,脱附热为2 126 kJ,太阳能储热装置的总的热利用效率超过30%.     

蓄能型太阳能热泵系统中复合材料蓄热过程研究

设计了一种分季节蓄能型太阳能热泵热水系统,集太阳能集热容器、相变储能容器、热管于一体,利用Fluent软件对蓄能型太阳能集热器开展了数值模拟,使用Solidification/Melting和VOF模型模拟癸酸/62#石蜡复合相变材料蓄热过程,并采用Boussinesq近似法考虑了自然对流的影响. 结果表明,在集热器内只充灌单一相变材料不能满足不同季节蓄能型热泵系统的供热水需求. 由癸酸和62#石蜡组成的复合相变材料在蓄能过程中出现了两个相变温度,分别在32.66 ℃和59.45 ℃,可以满足本系统不同季节的蓄热需求. 蓄热过程中,由于癸酸和62#石蜡本身密度差以及浮升力的影响,真空管纵向截面出现了温度分层现象. 结果可为复合相变储能材料的推广应用提供可靠的理论依据.     

太阳能相变蓄能通风系统实验研究

针对太阳能通风的不稳定性和不可控性,提供一种利用太阳能作为热源,相变蓄热材料在日间进行蓄热,夜间利用储存热量热压通风的新型系统,使建筑物达到理想的通风效果。通过分别对相变温度为63℃、44℃的相变蓄热材料进行通风实验,得到不同相变温度下系统夜间通风量变化特性。结果表明,采用相变温度分别为63℃、44℃的相变蓄热材料棕榈酸和月桂酸,太阳能通风系统在夜间通风10 h累计通风量分别为806.6 m3、615.4 m3,单位面积水平集热面通风量分别为53.8 m3/h、41 m3/h。使用棕榈酸的通风系统效果要优于使用月桂酸。提出的太阳能通风屋顶结合相变蓄热系统能有效的强化建筑物夜间自然通风,改善建筑室内热环境,减少空调用能。     

相变储能材料的研究进展

介绍了相变储能材料的分类和特点,以及国内外最新的研究进展;讨论了相变材料的制备方法、模拟研究和存在的问题;提出了相变储能材料模型;探讨了相变材料在建筑领域的应用和发展前景。