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文檔簡(jiǎn)介
1、太陽(yáng)能是重要的可再生清潔能源,但穩(wěn)定性差,因此在太陽(yáng)能熱利用中需要蓄熱。另外蓄能技術(shù)也可用于工業(yè)余熱回收、制冷熱泵、分布式能源等系統(tǒng)以提高系統(tǒng)性能。相變材料(Phase Change Materials,PCMs)是重要的蓄能材料,由于具有儲(chǔ)能密度高、相變溫度穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到重視。但目前PCMs還存在一些缺陷,限制了工程應(yīng)用。本文提出并對(duì)納米復(fù)合PCMs的相變蓄熱性能開(kāi)展了研究工作,研究結(jié)果對(duì)提高PCMs性能,優(yōu)化設(shè)計(jì)相變蓄熱器具有重要
2、的指導(dǎo)意義。
三水合醋酸鈉(Sodiuma cetate trihydrate,SAT)是一種典型的水合鹽類相變材料,具有較高的儲(chǔ)能密度和熱導(dǎo)率,但在凝固過(guò)程中易過(guò)冷和相分離,因此應(yīng)用時(shí)需要有效的成核劑和增稠劑。本文實(shí)驗(yàn)分析了幾種納米材料(A1N、Si3N4、ZrB2、SiO2、BC4、SiB6)對(duì)SAT的成核效果,結(jié)果表明質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%或4%的Si3N4、10%ZrB2、5%A1N在自然分散下就能夠消除SAT的過(guò)冷度,質(zhì)量
3、分?jǐn)?shù)2%的SiO2在熔化的SAT中經(jīng)磁力攪拌和超聲分散后能夠消除其過(guò)冷度。納米材料的粒度分析結(jié)果表明粒度分布在幾十納米到300納米左右的納米材料有較好的成核效果。通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察到納米A1N顆粒與SAT復(fù)合材料的結(jié)晶過(guò)程,通過(guò)500次熱穩(wěn)定性循環(huán)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了納米A1N成核劑具有較好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性效果。微觀觀察和TG-DTA實(shí)驗(yàn)還證實(shí)了CMC是SAT的一種較好的增稠劑,能夠減小SAT的結(jié)晶粒度,提高失水溫度。
季戊四醇(Pen
4、taerythritol,PE)是一種中低溫有機(jī)相變材料。通過(guò)DSC實(shí)驗(yàn)及非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)分析,表明納米顆粒對(duì)季戊四醇的結(jié)晶性能有較大的影響,能夠促進(jìn)季戊四醇的結(jié)晶、減少過(guò)冷度起到異相成核的作用。應(yīng)用多種非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型比較,結(jié)果表明莫志深法能夠較好的處理季戊四醇的非等溫結(jié)晶問(wèn)題。
組合式相變材料較單一相變材料具有優(yōu)越的傳熱和熱力學(xué)性能,本文基于熱力學(xué)有效能((火用))分析推導(dǎo)了使用不同相變材料數(shù)時(shí)的最佳相變溫度的理論
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