添加石蜡的复合充填材料流变性能实验研究

以相变温度30℃的石蜡微胶囊作为相变材料,对蓄热充填料浆的流变性能进行实验测试。研究表明:充填料浆的屈服应力随石蜡添加量和料浆浓度的增加而增大,但石蜡添加量对充填料浆屈服应力的影响更加明显;充填料浆的黏度随料浆浓度的增加而增大,减小料浆浓度有利于改善充填料浆流变性能的负面影响;充填料浆的剪切应力随石蜡添加量和料浆浓度的增加而增大,石蜡添加量对剪切应力的影响要大于料浆浓度对剪切应力的影响。     

塑料球封装相变材料太阳能热水系统蓄热性能实验研究

搭建了一套相变材料太阳能热水蓄热性能实验系统,选取直径为100 mm的塑料球封装石蜡相变材料,对55℃和60℃两种相变温度的蓄热性能进行了测试,并对相变材料中添加膨胀石墨的蓄热性能进行了对比。结果表明:55℃相变材料的蓄热性能较好,添加膨胀石墨后相变材料的蓄热性能得以强化。     

浓密增效剂对尾砂料浆浓密性能的影响及机理

针对膏体充填技术中添加絮凝剂对尾砂浓密后浓度提高有限,且屈服应力增大,流动性降低等问题,研究了絮凝剂-浓密增效剂共同作用,进一步提高全尾砂膏体充填料浆浓度,降低料浆屈服应力,并从微观角度进行机理分析.结果表明:通过沉降与流变试验发现,最佳添加工艺为加入絮凝剂沉降完毕后再加入浓密增效剂,固相质量分数可提高8.57%～10.13%,同时屈服应力降低6.68～12.85 Pa;多组分浓密增效剂不仅能降低单耗与成本,还可以提高膏体充填材料的抗压强度;灰砂质量比1∶12并添加浓密增效剂的膏体充填材料28 d抗压强度为2.5 MPa,与灰砂质量比1∶6未添加浓密增效剂的膏体充填材料强度相差小于20%;通过总有机碳(TOC)吸附试验与Zeta电位试验发现,浓密增效剂具有吸附与分散的作用,会打开絮凝结构,释放絮团间水,从而提高尾砂浓度,并改善尾砂颗粒的流动性.     

多相变材料蓄热器蓄热特性数值模拟研究

本文基于单蓄热介质套管式蓄热器蓄热过程中换热流体沿流向的温度分布特点,提出了多相变材料套管式蓄热器,并采用数值模拟的方法研究了该蓄热器的蓄热过程特性,分析了蓄热过程中换热流体沿流向的温度变化特性,蓄热材料的熔化及温度分布特性。与单蓄热介质(切片石腊)相比,多相变材料(切片石腊和石蜡C16)蓄热器换热流体出口温度降低了38%,且达到相同液相率时其蓄热时间缩短了15%。结果表明,在蓄热时,相变材料的熔化温度随换热流体温度降低而相应降低将有利于提高蓄热速率、增大单位时间内的蓄热能力。     

低温定形相变材料在相变墙体中应用的可行性研究

低温定形相变材料是应用于建筑物墙体中的理想储能材料,它可增加墙体的蓄热能力,节约建筑能耗。研究了2种以高密度聚乙烯为支撑材料的低温定形相变石蜡在不同石蜡含量下材料的相变潜热、相变温度、均匀性和稳定性,并讨论了石蜡在材料中的最佳含量范围。研究结果证明了石蜡用于相变墙体中的优越性和可行性,为日后实际应用提供依据。     

环形通道中蓄能物质的相变传热特性实验研究

搭建了环形通道式相变蓄热实验台。以石蜡为相变材料,实验研究了相变材料蓄热过程的传热特性。利用红外热成像技术,获得了相变材料相变蓄热过程中的温度分布及相变界面位置随时间的变化规律。研究结果表明:加热温度越高,相变材料内部自然对流现象出现得越早,完成相变的时间越短;沿管长方向各截面的熔化传热规律相近;热源的流量对石蜡蓄热特性影响不大;随着Stefan数的增大,熔化所需的时间显著减少;加热初期等温线沿着加热内壁呈同心圆分布;随着时间的推移,浮升力引起的自然对流使热流体上升,通道截面上部的等温线呈椭圆状,熔化速度明显增加。自然对流对环形通道内的相变影响较大,在数值计算中不容忽略。     

含穿孔翅片腔体中石蜡相变传热特性研究

由于相变材料传热性能差，添加翅片可以改善其传热性能。本文采用数值模拟方法研究了在石蜡中添加交叉翅片骨架的复合相变材料的热性能，分析了复合相变材料的温度变化、熔化过程和骨架在不同方向穿孔及大小对复合相变材料热行为的影响。结果表明，横小纵大穿孔骨架对复合相变材料热性能提升显著，在节约材料的同时，增加了方腔蓄热量，与纯石蜡相比，复合相变材料的熔化时间缩短了56%。交叉穿孔翅片方腔中表现为大环流伴随小环流的流动特征，铝骨架与石蜡温度特征点处会出现沉积现象，造成温度波动。     

相变膨胀石墨制备保温砂浆的试验研究

以石蜡/膨胀石墨复合相变材料为功能组分,制备出具有蓄热调温功能的保温砂浆。利用SEM分析了复合相变材料的微观形貌,测试了相变保温砂浆的抗压强度、软化系数、导热系数和调温蓄热等技术性能。结果表明,随着相变膨胀石墨掺量的提高,砂浆28d抗压强度逐渐降低,软化系数则先增加后降低;热导率较高的膨胀石墨提高了石蜡的热交换效率,使保温砂浆具有较好的调温蓄热能力。     

不锈钢球封装相变材料太阳能热水系统性能实验研究

对居住建筑集中式太阳能热水系统的蓄放热性能进行了研究,选取直径为60 mm的不锈钢球封装添加膨胀石墨的石蜡相变材料,对比了相变温度为55℃和60℃的相变材料在不同太阳辐照量情况下的相变水箱蓄热、放热和保温性能。以用户日最大需求为基准,对太阳能保证率进行了计算。结果表明:热水系统的蓄热时间为2.0～4.5 h;55℃和60℃相变材料对应的太阳能保证率平均值分别为75%和80%,相变蓄热效果好于无蓄热工况,且相变蓄热使系统的太阳能保证率有明显提升;相变温度为60℃的材料较适用于集中式太阳能热水系统。     

低熔点石蜡微胶囊保温砂浆的热性能

以低熔点石蜡微胶囊为相变材料,制备石蜡微胶囊保温砂浆.测试了保温砂浆的热焓、相变温度、导热系数和相变蓄热性能.结果表明:石蜡微胶囊保温砂浆具有良好的蓄热、调温功能和较长的热循环寿命,砂浆体系的相变温度为33℃,相变潜热13.42 J/g;随着偶联剂和粘结剂掺量的增加,保温砂浆的导热系数呈下降趋势;随着石蜡微胶囊掺量增加,保温砂浆的导热系数先减后增;与空白试件相比较,相变蓄热砂浆的升降温速率明显要滞后,呈现出较好的蓄热、调温性能.