石蠟-銅納米粒子復(fù)合相變材料儲熱性能的研究.pdf

1、石蠟中的正十八烷相變溫度為28℃左右,比較適用于自然環(huán)境下的蓄熱系統(tǒng),因此本文選用正十八烷作為立式集熱板太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的相變儲熱材料來保證系統(tǒng)的連續(xù)運行。同時正十八烷具有較高的相變潛熱、無過冷及析出現(xiàn)象、性能穩(wěn)定、無毒、價格便宜,但也存住導(dǎo)熱系數(shù)低的缺點,因此在對系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究并得到最優(yōu)化結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采取添加銅納米粒子的方式來強化石蠟的導(dǎo)熱性能。
　　本文在串聯(lián)和并聯(lián)導(dǎo)熱模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)熱傳導(dǎo)的基本理論,充分考慮了

2、銅納米粒子與石蠟皋體之間的分布規(guī)律,以此建立了適用于復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)計算的串并聯(lián)混合導(dǎo)熱模型。通過理論分析得出:添加銅納米粒子可以顯著增大石蠟正十八烷的導(dǎo)熱系數(shù),隨著銅納米粒子含量的增加,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)不斷增大。
　　采用分子動力學(xué)模擬的方法對石蠟正十八烷及其復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行模擬研究,研究結(jié)果表明:正十八烷在固態(tài)時導(dǎo)熱系數(shù)最高為0.216W/m·K;在相變?nèi)廴趹B(tài)時導(dǎo)熱系數(shù)最低為0.192 W/m.K。添加不同體積分?jǐn)?shù)

3、的銅納米粒子可使復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)提高幅度不同,當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為1%時可使正十八烷導(dǎo)熱系數(shù)提高17%。
　　采用添加化學(xué)分散劑和物理超盧波振蕩相結(jié)合的方法,通過兩步法制備制納米粒子體積分?jǐn)?shù)分別為0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%的復(fù)合相變材料,并采用瞬態(tài)熱針法對其導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測量,測量得到:復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨著銅納米粒子含最的增加先逐漸增大然后減小,在銅納米粒子含量為1%時,導(dǎo)熱系數(shù)最大,最大值為0.277W/m·K。

4、　　采用DSC對石蠟/納米復(fù)合相變材料的相變潛熱、相變溫度、相變時間等物理量進(jìn)行了測量,實驗結(jié)果農(nóng)明:隨著銅納米粒子含量的增加,復(fù)合相變材料的相變潛熱逐漸減少,相變溫度也有所降低,但是變化幅度較小,對正十八烷的蓄熱特性影響甚小;而相變時間先減小后增大,在銅納米粒子含量為0.5%～1%時,所需的相變時間最短,復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能最好。
　　本文通過在石蠟正十八烷基體中添加銅納米粒子來強化其導(dǎo)熱性能,得到了較為理想的結(jié)果,這對于相變儲能