潜热型功能热流体的研究进展

潜热型功能热流体是一种集储热与强化传热功能于一体的新型工质.简要介绍了潜热型功能热流体的类型及其研究进展,综述了潜热型功能流体的性能,着重分析了构成悬乳液的相变微胶囊的性能.相变材料的加入能明显强化流体的传热性能,增加热能储存密度和比热容,因而可减少工质流量.相变乳液主要存在粘度大、流动阻力增加等不足,而纳米相变微胶囊悬浮液则可克服上述缺陷.     

MPCMs/环氧树脂复合材料导热调温性能

目的 制备MPCMs/环氧树脂复合材料,研究石蜡相变微胶囊(MPCMs)对环氧树脂导热调温性能的影响.方法 采用共混法制备MPCMs/环氧树脂复合材料,对共混改性的复合材料进行导热、储热、调温及热稳定性能表征.结果 MPCMs/环氧树脂复合材料导热系数增大,为原来的4.91倍以上,相变潜热特性与MPCMs的质量分数成正比,有自我调节温度能力.结论 MPCMs/环氧树脂复合材料提高了环氧树脂的导热性能,保留了MPCMs的相变储热调温性能,热稳定性良好.     

石墨/石蜡复合相变储热材料的热性能研究

膨胀石墨(EG)在超声作用下解离成微米级石墨片层(MSGF),并加入到石蜡基体中制备得到石墨/石蜡复合相变储热材料,并对复合相变材料的结构和热性能进行表征。实验结果表明,该石墨/石蜡复合相变储热材料储热速率加快,化学性质稳定。随MSGF质量分数的增加,固态及液态复合材料的导热系数均呈非线性显著增长,相变温度及相变潜热略有降低。     

相变微胶囊悬浮液传热性能的研究进展

相变微胶囊悬浮液作为一种潜热型功能流体,其独特的性能使其受到科研工作者的关注。在回顾了现有相变微胶囊悬浮液传热性能的研究进展,对相变微胶囊悬浮液的导热性能、对流传热特性分别进行介绍。讨论了悬浮液的体积浓度、雷诺数(Re)、斯蒂芬数(Ste)、努塞尔数(Nu)及无量纲过冷度等因素对相变微胶囊悬浮液换热能力的影响,以及相变微胶囊悬浮液管内换热特性。本文针对相变微胶囊悬浮液中添加纳米粒子(纳米Al_2O_3,纳米Fe,纳米TiO_2)和磁性材料对其导热系数和强化传热的提升情况进行了讨论,并指出了目前研究存在的问题和今后研究的发展方向。     

纳米铝和石墨烯量子点改性的相变微胶囊的制备及特性

本工作旨在探索石墨烯量子点及纳米铝对改善相变微胶囊热性能、悬浮液物理稳定性等特性的作用。以石蜡为芯材、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材,采用原位聚合法制备了三个相变微胶囊样品,分别为不复合石墨烯量子点及纳米铝的样品、复合1.5%石墨烯量子点的样品、复合1.5%石墨烯量子点及7%(质量分数)纳米铝的样品。通过扫描电镜、粒度仪、热传导系数仪、差示扫描量热仪及静置法分别对相变微胶囊的外观、粒径分布、热导率、热物性以及相变悬浮液物理稳定性进行了表征与分析。结果表明,改性微胶囊成型良好,石墨烯量子点的加入有助于提高微胶囊粒径的均匀性,同时复合石墨烯量子点及纳米铝的微胶囊导热系数提高了254.55%,达到0.78 W/(m·K),包覆率提高至92.65%,且相变悬浮液实现了48 h不分层。     

基于响应面优化的石蜡相变微胶囊的性能评价

采用响应面设计优化石蜡相变微胶囊的制备工艺参数,建立预测模型,确定优化工艺条件。利用扫描电镜(SEM)、差示量热扫描仪(DSC)、导热系数测试仪以及热重分析仪(TG)对优化工艺条件下制备的石蜡相变微胶囊的形貌和化学结构、包覆性能、热性能及稳定性进行评价。结果表明,微胶囊呈完整的球形,表面光滑,有少量粘连情况,且包覆性能良好,芯材含量为75. 77%(质量分数);相变潜热为105. 93 J/g、导热系数为0. 152 6 W/(m·K);微胶囊热分解温度提高到300℃以上;将微胶囊升温至熔点以上,微胶囊体积无变化。上述研究表明微胶囊化处理可以明显增强石蜡的热稳定性和体积稳定性。     

聚苯乙烯基相变微胶囊储热复合材料的制备及性能研究

以苯乙烯、偶氮二异丁腈(AIBN)和硬脂酸丁酯相变微胶囊(MCPCM)为原料,采用本体聚合法制备聚苯乙烯基相变微胶囊(MCPCM/PS)储热复合材料。研究了MCPCM含量对MCPCM/PS复合材料储热性能、传热性能及宏观力学性能的影响。结果表明,MCPCM/PS复合材料具有储热功能,随MCPCM含量增加相变潜热增大,导热系数减小,传热速率变缓,玻璃化转变温度(Tg)降低,断裂强度减小,伸长率增大,当MCPCM为25%(质量分数)时,相变温度为25~28℃,相变潜热为31.8J/g,导热系数为0.0210W/(m·K),Tg=59.13℃。     

25#相变蜡-十四醇相变共晶材料的制备及性质研究

为了解决单一相变材料热工性质的不足,以25~#相变蜡-十四醇相变共晶材料(PCEM)为芯材,三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)和三聚氰胺改性酚醛树脂(MPF)为壁材,通过原位聚合法制备了相变微胶囊,探讨了壁材种类、乳化剂用量及乳化转速对微胶囊的影响,并采用SEM、DSC、FT-IR、TG对微胶囊的微观结构、热学性质及稳定性进行测试分析。结果表明,以MUF为壁材,所制备的微胶囊近似球形,粒径分布均匀,其相变温度和相变潜热分别为22.43℃和74.00 J/g,包覆率高达74.88%。芯材与壁材之间仅为简单的物理嵌合,且50次冷热循环后微胶囊的储热性能几乎未发生变化。当温度高于190℃,微胶囊才会出现明显的失重现象,具有良好的储热性能和热稳定性。因此,PCEM在建筑节能领域具有良好的应用前景。     

熔融盐相变储热材料的研究现状及发展趋势

熔融盐相变储热材料具有潜热大、储能密度高、过冷度小、热稳定性好、成本低等优点,广泛应用于太阳能热利用的储热介质.在对熔融盐相变储热材料进行分类的基础上,综述了国内外对碳酸盐、氯化盐和硝酸盐等储热材料在热物性和腐蚀性方面的研究现状.针对熔融盐储热材料导热率低的问题,详述了以膨胀石墨、金属、陶瓷、陶土等为基体材料、熔融盐为附体材料的高导热率复合材料制备方面的研究进展.最后展望了熔融盐相变储热材料的研究趋势.     

石墨烯改性高导热相变大胶囊的制备与性能表征

为了提升相变大胶囊导热性能,拓展相变材料应用范围,通过将石墨烯与海藻酸钠、相变微胶囊共混,并由钙离子交联后制得石墨烯改性相变大胶囊。通过拉曼光谱、扫描电镜表征石墨烯改性相变大胶囊组分及微观结构,通过差式扫描量热仪分析其相变储能性能,并比较了石墨烯改性后样品导热系数的变化。结果表明:石墨烯改性相变大胶囊是由海藻酸钠凝胶连接成簇相变微胶囊,并由石墨烯穿插其中。制备的石墨烯改性相变大胶囊包覆率为58.8%~63.6%,相变潜热为112.5~121.7J/g范围内,石墨烯的添加对相变大胶囊包覆率、相变潜热及相变温度影响不显著。经过石墨烯改性后的相变大胶囊导热系数显著提升,但随着石墨烯添加量的增加其导热系数提升效果降低。所制石墨烯改性相变大胶囊在不显著改变其相变储热性能的同时提升了导热性能,提高了相变大胶囊的换热效率,为进一步开发高性能相变储能发泡材料提供了技术支持。     

纳米铝粉/石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,采用两步法制备了分散性较好的纳米铝粉/石蜡复合相变材料,并对其热物性能进行了实验研究.研究表明,纳米铝粉的加入有效地提高了石蜡相变储能材料的导热系数,而对相变潜热和相变温度影响不大.     

己二酸/膨胀石墨复合相变材料性能研究

以己二酸为相变材料,膨胀石墨为导热增强相,采用机械混合与熔融吸附的方法,制备出己二酸/膨胀石墨复合相变储热材料。通过FT-IR、DSC、热常数分析仪、TG、FE-SEM及热循环实验对制备的复合材料进行了结构和性能研究。结果表明,膨胀石墨能够有效吸附己二酸,两者之间化学相容性良好;随着膨胀石墨掺量的增加,复合材料的相变潜热有减少趋势,导热系数则相应提高;当膨胀石墨的掺量为8%(质量分数)时,制备的复合材料的熔化、凝固相变潜热分别为237.66,220.49J/g,导热系数为2.99W/(m·K),具有良好的热稳定性。     

相变微胶囊功能材料制备及应用基础研究

总结了国内外近年来相变微胶囊的制备方法、性能表征及相关改性的工作。目前常用的制备方法为原位聚合法、界面聚合法和凝聚法;性能表征主要是微胶囊的相变潜热相变温度、热稳定性、粒径和化学结构等。结合目前所开展的基础性研究工作,指出若要实现相变微胶囊的大规模工程装备,必须进一步研制出高导热率、壳体牢固的一类相变微胶囊;制备出稳定、低阻、高热容、高热导率的潜热型功能热流体,并进一步掌握这种流体的流动及强化传热机理。     

相变微胶囊悬浮液的研究进展

相变微胶囊悬浮液是集储热与强化传热功能于一体的新型工质,在建筑与空调节能、太阳能利用以及航空等领域有广阔的应用前景。对相变微胶囊的制备方法、相变微胶囊乳化剂、相变微胶囊悬浮液稳定性以及流变特性的研究进展进行了综述。总结了相变微胶囊悬浮液的应用研究进展,通过分析相变微胶囊悬浮液的应用实例,提出了今后的研究方向。     

碳纳米管含量对纳米复合材料相变特性的影响

以多壁碳纳米管(CNTs)为填料,采用两步法制备了不同质量分数(0.1%~1.0%)的CNTs/石蜡复合相变材料,并对其相变特性进行了实验研究。研究表明,复合材料的相变温度几乎保持不变,但其相变潜热随碳纳米管含量的增加呈降低趋势,熔化时间和凝固时间随碳纳米管含量的增加逐渐缩短,在CNTs质量分数为1.0%时,复合相变潜热值下降了6.3%。熔化时间和凝固时间分别缩短了31.0%和25.5%。复合材料的固、液态导热系数随碳纳米管含量的增加而大幅度提高,在25℃,CNTs质量分数为0.5%时的复合相变材料的导热系数提高了13.2%,体现了良好的强化导热效果。此外,碳纳米管含量较小时,复合相变材料的粘度基本不受碳纳米管加入的影响。碳纳米管质量分数为0.5%和1.0%的复合相变材料的粘度比纯石蜡的粘度提高了1.0%和1.5%,说明碳纳米管含量是影响复合相变材料粘度的一个主要因素,进而影响复合材料的相变特性。     

蓄热调温石蜡/P(MMA-co-AA)相变微胶囊的制备及性能研究

采用界面聚合法制备了石蜡/P(MMA-co-AA)的相变储热微胶囊.采用光学显微镜、FT-IR、DSC、TGA、紫外分光光度计等对微胶囊进行了测试与表征.着重研究了芯壁比对热性能及渗透性能的影响,并对储热调温效果进行了评价.结果表明,微胶囊呈规则的球形,平均粒径为32μm,具有良好的热稳定性,相变温度为60℃,相变潜热...     

纳米铜粉/石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,利用两步法制备了分散均匀稳定的纳米铜粉/石蜡复合相变材料,并研究了其热物性能。研究表明,纳米铜粉的加入能略微降低石蜡相变储能材料的相变潜热,对相变温度的影响不大,但能有效提高石蜡相变储能材料的导热系数,且使纳米铜粉/石蜡复合相变材料具有较好的热稳定性。     

基于矿物特性的太阳能储热材料研究进展

相变材料因其优越潜热被广泛应用于太阳能光热技术中,绝大多数有机相变材料的导热系数非常低,大多介于0.1～0.4 W·m-1·K-1之间。此外,相变材料流动性大,因此需采用导热性能好、具有稳定结构的基体支撑有机相变材料,改善其应用性能。一些天然矿物具有适当的比热与导热系数、多孔道的微结构以及天然的热稳定性与化学兼容性等矿物特性,被用于支撑相变材料制备太阳能储热材料。探讨了矿物的结构特性与性能优势,总结了石墨、珍珠岩、蛭石、硅藻土、埃洛石以及石膏等矿物基太阳能储热材料的制备研究。在此基础上介绍了矿物基太阳能储热材料在太阳能建筑节能、太阳能热水器、太阳能热发电等太阳能光热领域中的应用,并展望了矿物基太阳能储热材料的发展趋势和应用前景。     

八水合氢氧化钡复合相变材料的制备及热力学性能研究

采用两步法制备了八水合氢氧化钡/碳酸钡/纳米铁复合相变蓄热体系。八水合氢氧化钡是一种质量储热密度较大的低温相变材料,其熔点温度为78℃,相变潜热为264kJ/kg,但其在相变过程中存在过冷且导热性能差的问题。通过在八水合氢氧化钡中添加碳酸钡为成核剂,纳米铁粉作为添加剂改善其热力学性能。实验结果表明,复合蓄热体系添加质量分数为1.0%的碳酸钡和0.2%的纳米铁时效果最优。通过DSC测试以及导热系数测量,其相变潜热为276.4J/g,导热系数为1.368 W/(m·K),比八水合氢氧化钡溶液上升11.7%。添加BaCO3后,过冷问题得到有效解决,也没有出现化学降解问题。     

无机芯微胶囊相变储能材料制备、表征及其热物性研究

通过原位聚合法合成了Na2HPO4.12H2O@尿醛树脂微胶囊相变储能材料。考察了尿素和甲醛的物质的量比对所得微胶囊结构和形貌特征的影响。采用扫描电镜(SEM)观察微胶囊的表观形态,透射电镜(TEM)观察微胶囊的微观结构,傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了微胶囊复合材料的成分,激光导热仪测量了微胶囊的导热系数,差示扫描量热仪(DSC)表征了微胶囊的相变特性,热重分析仪(TGA)测定了微胶囊质量与温度间的关系。结果表明,所制备出的微胶囊为球状壳/核结构,包封良好,球体粒径约为500nm,相变潜热约为121.2J/g,在30～84℃的温度范围内失重量<10%。该微胶囊相变储能材料具有一定的应用前景。