相变蓄热颗粒的制备及热性能的实验研究

以双酚A型环氧丙烯酸酯(EA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、α-羟基环乙基苯甲酮的混合物为壳材,石墨(500目)为壳材增强剂,癸酸为芯材制备不同配比的6种试样。分别利用瞬态平面传热法(TPS)、差示扫描量热法(DSC)及热重分析法(TGA)对其做了传热性能的测试、相变性能测试及失重测试,并结合抗压试样综合分析6种试样的性能。实验结果表明:石墨掺量越多传热性能越强,但是试样的抗压能力逐渐下滑;随着掺入芯材癸酸的量的增加,融化起始温度逐渐降低,凝固起始温度逐渐升高,相变潜热逐渐增大,但其抗压强度与弹性位移逐渐下降;在所讨论的6种试样中试样5性能相对较优,失重率约为0.98%,抗压强度为22.3 MPa,弹性位移为0.26 mm。     

膨胀石墨/石蜡复合相变材料的碳纳米管掺杂改性研究

为了制备兼具高相变潜热和高导热系数的膨胀石墨/石蜡(EG/PA)复合相变材料,使用真空浸渍法并通过碳纳米管(CNTs)掺杂对复合相变材料进行了改性。导热性能测试分析发现,当复合相变材料中石蜡质量分数较高时,CNTs掺杂可以有效地增强复合相变材料的导热系数,并且随着CNTs掺杂含量的提高复合相变材料的导热系数也逐渐增大,但是当CNTs掺杂量高于0.8%(质量分数)时导热系数增大速度变慢,因此优化的CNTs掺杂含量为0.8%(质量分数)。在此优化参数下,复合相变材料的熔化潜热从145.27 J/g变到144.39 J/g几乎没有变化,而导热系数从2.141 W/(m·K)提升至4.106 W/(m·K),提升了约1倍,并且在100次热循环之后仍然保持很好的储热能力,具有较好的热循环稳定性。     

无机水合盐混合物的热物性研究

制备了54种二元混合无机水合盐试样,通过差式扫描量热仪测得重结晶试样的相变温度和相变潜热。结果表明:十水硫酸钠和十水碳酸钠不同配比的无机水合盐混合物,潜热值均低于其组分各自的潜热值,并且有些配比存在严重的过冷和相分离问题;当试样中含有七水硫酸镁时,不能和其他无机水合盐形成良好的二元共晶体,潜热值很低;三水醋酸钠中加入少量的十水碳酸钠可以大幅度地改善三水醋酸钠的过冷问题,相变潜热仍维持在较高值;十水硫酸钠和三水醋酸钠以5∶5的配比制备的二元混合无机水合盐潜热值达297.9J/g,若再加入适当的添加剂可进一步改善其过冷度和相分离问题,可以成为优良的相变材料,应用于相变换热器领域。     

基于Flowmaster的相变空冷器元件开发及应用

基于湿空气热力学理论,以Flowmaster换热元件为基础,通过引入相变计算开发了考虑相变潜热的空冷器元件。经计算验证,所开发的元件计算结果与理论计算值吻合性较好,相同边界条件下,总换热量偏差和含湿量偏差均小于1%。分析表明:在高温、高湿环境条件下,湿空气会在空冷器中形成冷凝水,产生大量相变潜热,而Flowmaster换热元件模型由于未考虑相变因素,气侧出口温度计算结果偏低。采用所开发的相变空冷器元件模型可有效提高气侧出口温度计算的准确性,减小因相变带来的仿真误差。     

高性能三水醋酸钠-尿素-膨胀石墨混合相变材料的制备及其在电地暖中的应用性能

采用尿素调节三水醋酸钠的相变温度到合适范围再添加膨胀石墨来降低过冷度，研制了高性能的三水醋酸钠-尿素-膨胀石墨混合相变材料，并对其在电地暖中的应用性能进行了研究。结果表明，当尿素质量分数为36.5%、膨胀石墨添加量为4%(质量)时，所得混合相变材料的熔化焓高达209.1 J/g，熔点在31.98℃，过冷度仅为2.04℃，热导率为2.349 W/(m·K)，热可靠性良好；将用该混合相变材料制成的相变板安装在实验房的电地暖中时，实验房的热舒适度随着相变材料层厚度的增加而增加，但也带来加热时间和用电量的增加；当相变材料层厚度为10 mm时，电加热温度适宜设置在45℃；在热舒适度相当的条件下，有相变板的实验房与无相变板的参比房相比具有用电量小及电费低的优势。     

真正意义上的冷凝式锅炉——富尔顿脉冲燃烧锅炉

脉冲燃烧锅炉的推出是锅炉行业的一个重大突破，它的出现颠覆了传统的锅炉概念。超高的传热系数使脉冲燃烧锅炉成为一种冷凝式锅炉，排烟温度降到100℃以下，锅炉吸收烟气中水蒸汽的汽化潜热，按低位热值计算的热效率可以超过100％。     

Na_2SO_4·10H_2O相变蓄冷材料的研究进展

共晶盐蓄冷空调系统的相变温度在0℃以上,可采用常规冷水机组蓄冷,机组性能系数高,可对现有空调系统进行改造。Na_2SO_4·10H_2O因为其来源广、价格低廉、相变潜热高、熔点低等优点,是理想的空调蓄冷用共晶盐材料主材。但其有过冷度较高、易分层、材料易老化、性能易发生衰减等缺点,从而未能广泛运用于空调蓄冷。从相变潜热、相变温度控制、减小过冷度、防相分离四个方面介绍了Na_2SO_4·10H_2O相变蓄冷材料的研究进展,为该蓄冷材料的实际运用研究提供参考。     

不同季铵盐作用下的CO2水合物相平衡

CO₂气体水合物形成热力学性质是实施海水淡化、沼气纯化、碳捕集和封存、能源利用、天然气储存等技术的关键。采用恒容温度搜索法,在温度272.75~294.35 K,压力0.35~4.50 MPa的范围内,探究了四种季铵盐促进剂对CO₂气体水合物相平衡的影响。结果表明,相同条件下,季铵盐作用下CO₂水合物的相平衡温度由高到低分别为：四丁基氟化铵（TBAF）>四丁基溴化铵（TBAB）>四丁基氯化铵（TBAC）>苄基三乙基氯化铵（TEBAC）。基于Clausius-Clapeyron方程,计算了不同体系的相变潜热,探讨了其对水合物稳定性的影响。可以看出,水合物的相平衡压力对数与温度倒数呈线性关系,其中,TBAF、TBAB作用下的CO₂水合物相变潜热相接近且明显高于其他季铵盐,说明其促进效果最好,所对应的水合物生成条件也最为温和。利用Chen-Guo模型,结合PR状态方程和改进Joshi经验活度模型,分别计算了TBAF、TBAB、TBAC和TEBAC作用下CO₂水合物热力学相平衡数据,计算结果与实验数据吻合良好,最大平均相对误差为7.50%。