石蜡基相变储能墙结构设计与控温实验研究

基于相变储能(LTES)理论筛选牌号为25℃的石蜡掺入质量分数为5％的碳纤维制备复合相变材料,利用金属波纹管封装后蛇形敷设于墙体中,在墙体与室内相邻一侧的混凝土材料中掺入质量分数为2％的钢纤维,设计制备相变储能墙.将LTES墙与普通混凝土墙分别用于2组温室模型制备LTES温室与普通温室,进行控温对比实验.提出相变维持时间、温度延迟时间、温度衰减倍数、升温速率和降温速率5个指标定量评价LTES墙综合控温性能.结果表明:牌号为25℃的石蜡,实际相变温度区间为22.2～30.0℃,与植物生长所需环境温度区段相匹配,适于温室使用;LTES墙施工便捷、成本低、封装量高、热交换速率快,结构设计方法切实可行;LTES温室环境温度波动小,相变材料的储热与放热过程对于温室环境温度起到"削峰填谷"效果,减少了辅热或制冷设备产生的附加能耗,可起到节能减排作用;LTES墙较普通墙具有很长一段相变维持时间,且外温传递的延迟时间长、衰减幅度大、升温和降温的速度慢,将其用于温室结构可以起到明显控温效果.     

石蜡/纳米石墨复合相变储热材料的换热与放热效率

相变储热是提高能源利用率的重要手段之一,相变储热材料的换热系数与放热效率研究对太阳能高效利用具有重要意义。通过变换铝管管径、循环风速以及空气温度,计算出复合相变储热材料的换热系数及放热效率。结果表明:铝管管径不变,循环风速小于3m/s时,空气温度对换热系数影响很小,差值在1W/(m2·℃)左右;换热系数、放热效率都随风速的增大而有所提高,放热效率最大可达95.3%;随着管径增大,换热系数逐渐减少,放热效率却逐渐增大;适合石蜡/纳米石墨复合相变储热材料的最佳条件为管径30mm、循环风速3m/s以及空气温度90℃。     

粉煤灰基相变储能材料的制备及性能

粉煤灰（FA）是燃煤电厂排出的固体废弃物，具有较大的比表面积和较好的吸附活性，利用粉煤灰作为载体吸附相变材料（PCM）可以有效解决相变过程的泄漏问题。本文以正癸酸（CA）和十八醇（OD）为二元相变材料、FA为载体，采用真空吸附法制备了一种正癸酸-十八醇/粉煤灰（CA-OD/FA）定形相变材料（SSPCM），通过单因素和扩散-渗出圈实验分析了制备SSPCM的影响因素，包括PCM质量分数、吸附温度、吸附真空度和吸附时长。通过SEM、FTIR、XRD、DSC和TG等测试了SSPCM的结构及热性能，SEM的微观结构显示PCM均匀填充在FA的表面及孔隙内；FTIR和XRD测试结果表明三种材料之间并未发生化学反应且没有新物质产生；DSC测试表明SSPCM的相变温度和相变潜热分别为27.44℃和37.18J/g，有利于调节室内环境温度，可作为建筑储能材料使用；TG结果表明SSPCM在117.45℃以下不分解，具有良好的热稳定性；经500次的吸放热循环后，SSPCM仍具有良好的热可靠性和化学稳定性，因此该复合材料适用于建筑节能和热回收领域。     

相变微胶囊悬浮液圆管内换热特性模拟

相变微胶囊悬浮液在相变过程中具有较大的相变潜热,可以减小温度的变化程度,且比单相流体具有更高的对流换热系数,成为广泛关注的新型热工流体。本文针对相变微胶囊悬浮液在等热流边界条件下的管内层流,根据差示扫描量热法所得到的相变温度范围,采用矩形等效比热容模型,进行了数值模拟分析,并结合以溴代十六烷为相变材料的相变微胶囊悬浮液的实验数据,将数值模拟结果与实验结果对比并进行误差分析。又对在不同质量分数、不同热流密度条件下的对流换热进行研究,分析了不同参数对对流换热强度的影响。并通过拟合得到了相变微胶囊悬浮液圆管内对流换热关联式。然后改变管径、流速条件重新模拟验证该关联式的通用性,其结果表明模拟结果与预测公式高度吻合,该关联式的通用性较好。     

不同对流换热条件下复合材料层合板固化温度场与热应力分析

采用有限元方法,构建了3234/T300B复合材料层合板固化过程的物理模型以及数学模型。对不同对流换热条件下层合板固化时的温度场及热应力场进行了数值模拟。分析了不同对流换热系数对层合板固化阶段的热应力以及固化后残余热应力的影响。结果表明:上表面施加的对流换热系数越大,固化过程升温阶段层合板内部的热应力越小,固化残余热应力显著减小。当施加的对流换热系数由5 W/(m~2·K)增大到10 W/(m~2·K)时,温度和热应力的下降幅度最大。研究表明通过引入对流换热条件来减小固化过程升温阶段层合板热应力以及固化残余应力是可行的,也为优化热风枪固化方法提供了参数依据。     

癸酸-棕榈酸/SiO2复合相变材料的热性能

以SiO2为载体、癸酸-棕榈酸为相变材料,采用溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO2复合相变材料,考察了其储热性能、导热性能、微观形貌和组成结构. 结果表明,当癸酸-棕榈酸掺入量为0.08 mol时,所制材料具有最好的潜热性能,相变温度为20.02~22.08℃,相变焓为44.53~50.51 J/g,适合在建筑领域应用;当癸酸-棕榈酸掺入量为0.06 mol时,材料导热性能最好,导热系数在第一降温阶段为0.211 W/(m×K),相变平台阶段为0.017 W/(m×K),第二降温阶段为0.040 W/(m×K);材料中SiO2与癸酸-棕榈酸仅是物理嵌合,未发生明显的化学作用,癸酸-棕榈酸掺杂过量时明显包裹SiO2,导致复合相变材料潜热性能和导热性能下降.     

高孔密度下泡沫铜的填充率对石蜡融化传热机理的影响

基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了一套可视化蓄热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜填充率对石蜡相变过程的强化传热机理,得到了复合相变蓄热材料的综合传热系数。实验结果表明,当泡沫铜填充率为0、0.43%、1.29%和2.15%时,复合相变材料的综合传热系数先减小后增大,分别为1.26W/(m·K)、1.18W/(m·K)、1.44W/(m·K)和1.88W/(m·K),因此随着泡沫铜填充率的增加,复合相变材料的融化时间先增长后缩短。此外,随着泡沫铜填充率从0.43%增至2.15%,复合相变材料融化时传热机制中导热占比从17.26%上升到86.01%,自然对流占比从82.74%下降到13.99%。     

泡沫金属强化石蜡相变蓄热过程可视化实验

相变材料的低热导率是限制潜热蓄热广泛应用的重要原因。将相变材料石蜡真空条件下注入到泡沫金属铜内制备泡沫金属铜-石蜡复合相变材料,通过铜的高热导率及高孔隙材料的大面体比来强化相变换热过程。采用DSC示差扫描量热法对石蜡进行热物性测量获得准确的石蜡相变温度及相变潜热。以管壳式相变蓄热结构为对象,提取对称结构进行可视化设计,对比纯石蜡及泡沫金属铜-石蜡复合材料在相同运行条件下的相变过程,追踪二者熔化过程的相界面位置随时间的演化过程并布置热电偶准确测量材料内部的温度分布。结果显示加入泡沫金属后的复合材料的内部温差明显减小,温度分布均匀,蓄热热通量显著增大,有效缩短相变时间并缓解了自然对流造成的顶部过热和底部不熔化现象。     

石蜡乳状液高温潜热输送材料的传热特性

石蜡乳状液高温潜热输送材料是一种在80～90℃之间存在相变的流体。由于相变潜热的存在,石蜡乳状液在相变区间内的储热、载热密度远大于水,且集储热与潜热输送于一体,适用于余热利用、太阳能利用和集中供热等领域,具有广阔的应用前景。研究了定热流条件下石蜡乳状液在管内的强制对流换热特性。结果表明,与纯水相比,虽然石蜡乳状液的有效比热大,但其对流传热系数低,且浓度越高,对流传热系数越低。实验发现入口温度对石蜡乳状液对流传热系数的影响不大,但随着入口温度升高,对流传热系数有增大的趋势。最后获得了石蜡乳状液对流换热量纲1关系式。     

基于四重氢键的自修复温敏相变凝胶的制备及性能

为提高定型相变材料（SSPCM）的使用寿命，以水和离子液体（IL）为相变材料（PCM），N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体，壳寡糖（COS）为添加剂，引入2-脲基-4[1H]-嘧啶酮（UPy）形成四重氢键二聚体，采用自由基聚合法制备了自修复温敏性相变凝胶（S-EBIL）。通过FTIR、SEM、TEM对相变凝胶的化学结构与微观形貌进行表征，并测定了相变凝胶的自修复性、溶胀性和热性能。结果表明，相变凝胶具有多孔结构，内部孔径为18~38 μm，微凝胶核壳尺寸2~4 μm。相变凝胶具有温度敏感性，当温度升高时，相变凝胶黏弹性增大，不仅能维持相变材料的基本形状，而且能防止相变材料泄漏。相变凝胶相变温度为-10~0 ℃，相变焓值最高为252.9 J/g，导热系数为0.52 W/(m?K)。自修复温敏相变凝胶（S-EBIL3，IL与H2O质量比为3∶10）修复效率可达95.5%（30 s）。     

换热器热阻分析

对管壳式换热器传热过程各热阻进行数量级估计,并对总传热系数随各热阻的变化规律进行数学分析。     

折流杆换热器

简要介绍了折流杆换热器的研究进展、结构特征和特性。并阐述了此类换热器的局限性与技术展望。     

热管换热器在造气工段的应用浅析

介绍化肥厂造气工段余热回收设备－－热管换热器的特点,工作原理以及热管式废热锅炉的应用实例。     

固--固换热器传热特性研究

在自制的固—固套管式换热器中,以催化裂化催化剂为原料,对系统的循环特性、传热系数进行了实验研究。分析了床层密度、提升风量、床层温度、催化剂粒径等因素对传热过程的影响。实验结果表明,随着提升风量增加,表观气速增大,床层密度下降,传热系数下降;提高床层温度,减小催化剂的粒径,传热系数增加。     

Heat transfer by radiation and convection in fire testing

Fire safety engineers, especially those experts writing fire test standards, often have different understandings of the concepts of heat transfer from a fire to a surface by radiation and convection. The concepts are therefore often not very well defined, in e.g. ISO and CEN standards, leading in many cases to confusions, misunderstandings and considerable errors. This paper is an effort, in a very simple way, to make the issue a little clearer, particularly for use in international standardization work. ISO/TC92 and the International FORUM of Fire Research Directors are currently endorsing very important work on procedures to calibrate heat flux meters. The two entities, heat transfer by radiation and convection, may be treated independently. The presentation below is deliberately very short and basic avoiding many phenomena that are not immediately needed in most fire standardization work. Recommendations are reached on how to define and measure heat transfer in fire testing. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

非金属换热器及其应用

详细介绍了国外非金属换热器的种类、结构以及发展和应用现状。     

热管的发展及在工业生产中的应用

介绍热管换热器的发展情况，通过两类典型热管换热器在工业上使用情况的比较，阐述了新型径向热管换热器的优良性能将促进热管的发展与应用。     

换热管的腐蚀裕量

从换热器的总传热系数及换热管厚度计算两个方面阐述了标准中为什么规定换热管不考虑腐蚀裕量;指出换热管考虑腐蚀裕量的方式与其它受压元件不同;总结了换热管考虑腐蚀裕量的几个方面。     

燃油,燃气烘干室设计

探讨了设计燃油、燃气烘干室的方法及注意事项,着重讨论间接燃烧时换热器传热系数的计算。     

碱金属热管轴向传热极限的研究

通过钠热管测试过程中的实验现象，分析研究热管轴向传热率受粘性传热极限、声速传热极限、毛细力传热极限的限制。给出各种传热极限时的壁温分布曲线，并将实验的传热率值与理论值进行比较。最后对实验过程中未发现携带传热极限进行了详细的分析。