三元硝酸熔盐导热系数的计算

三元硝酸熔盐是化学工业中的主要高温载热体,但是由于熔盐熔点高、腐蚀性强,在测试过程中存在对流和辐射换热,导热系数的测量结果不太准确.利用Kincaid-Eyring方程、Rao方程、Gustafsson方程和硬球模型等模型公式分别计算了三元硝酸熔盐的导热系数.与前人实际测量值进行了比较,发现利用近似硬球模型估算得出的结果与给出的测量值比较接近,这种模型估算的结果比较合理.     

传热传质强化介质石墨的膨胀工艺及导热性能研究

对膨胀石墨在不同膨胀温度及不同膨胀时间下进行了膨胀工艺与导热系数测试的研究.研究中,分别用平面热源法和称重法测出不同膨胀条件下石墨的导热系数和密度.然后根据导热系数最优化的原则,结合未膨胀晶体的观测状态以及密度的变化,找出膨胀石墨的最佳膨胀工艺.结果发现膨胀石墨在各个膨胀温度下都存在着自己的最佳膨胀工艺.经过不同膨胀温...     

三元硝酸熔盐高温热稳定性实验研究与机理分析

通过熔盐质量损失率和试样中NO2-含量变化状况,以及熔盐材料的热重(TG)曲线,研究了三元硝酸熔盐(53%KNO3-40%NaNO2-7%NaNO3)在空气和氮气气氛中高温条件下的热稳定性性能。结果表明,三元硝酸熔盐空气中的上限使用温度为773K,高温时存在劣化现象;而在氮气气氛中三元熔盐的热分解温度为723K。同时,从热力学和动力学角度分析得到,三元硝酸熔盐在773K以下空气中发生的反应为亚硝酸钠的分解和氧化;而在氮气气氛中三元熔盐723K以下时主要发生的是亚硝酸钠的分解反应。在氧气含量一定的情况下,氧气的扩散和亚硝酸盐的分解反应符合一级反应动力学模型。     

混合硝酸熔盐的制备及其性能研究

采用静态法以硝酸钾、硝酸钠为二元基元和添加剂构成多元混合硝酸熔盐。通过DTA热分析、重量法、阿基米德法、激光闪射法等对熔盐的熔点、熔化热、密度、导热系数、热稳定性等性质进行了表征；同时研究了8种金属材料在熔盐中的耐蚀性。实验结果表明：加入添加剂能降低熔点、增加熔化热、提高热稳定性。当添加4% additive-X（无机硝酸盐系列加少量硅系列产品）时混合熔盐热稳定性与热物性最优，且熔盐对金属材料腐蚀性小，是一种未来太阳能热发电领域理想的传热蓄热介质。     

湿法制酸工艺中熔盐泵的故障分析

目前化工行业高温熔盐泵多用于湿法制酸、三聚氰胺、氧化铝制备等领域,所使用的熔盐为三元熔盐,运行温度在400℃左右,熔盐作为热载体,输送至后续工序加热反应物料和移除反应热,作为制酸装置核心设备,该设备能否高温状态下连续不间断运行,直接决定制酸装置长周期稳定运行。     

发泡三元乙丙橡胶声学性能研究

本文以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,利用发泡剂ADC#良好的发泡性能制取发泡复合材料,研究其声学特性及其规律.结果表明,当发泡剂的含量为1%,热压温度为150℃,热压时间为8min时,声学性能达到最佳效果.     

含钙三元氯化物体系相图计算与熔盐热稳定性

为寻求太阳能热利用高温传热储热材料,以盐湖资源为原料,提出分支/分区相图计算方法,设计NaCl-CaCl₂-KCl和KCl-CaCl₂-MgCl₂熔盐传热储热材料。基于正规溶液模型,以不同分支不同相互作用系数,计算了5个边界体系相图,实现用正规溶液模型计算含化合物体系复杂相图。含化合物KCl-CaCl₂和KCl-MgCl₂体系及3个不含化合物二元体系的计算相图与实验相图十分吻合。以分区域方法计算三元体系相图,预测出5个低共熔点来指导熔盐制备。采用差示扫描量热法测试并验证熔盐最低共熔点,确定其工作温度下限;以质量损失实验,确定其工作温度上限。结果表明,钠钾钙和钾镁钙氯化物熔盐能在550~850℃和480~700℃内稳定运行,可用作高温传热储热流体。     

半周加热横纹管内熔盐强化传热特性

半周加热太阳能吸热器管给管内对流传热系数带来影响,基于此,建立半周加热横纹管内熔盐对流传热的实验台和数值计算模型,分析横纹管槽宽、槽深对管内熔盐传热性能的影响规律,结果表明：从横纹管绝热侧到加热侧,周向管内壁温度逐渐升高,周向管内局部Nusselt数先减小后缓慢增大至稳定。横纹管凹槽处轴向管内壁温度明显低于平滑段,凹槽处轴向管内局部Nu较大,凹槽后与平滑段交界处管内局部Nu最小。横纹管槽越宽,加热侧轴向管内局部Nu越小,管内平均Nu越小,传热综合性能评价因子PEC越大。横纹管槽越深,轴向管内局部Nu越大,管内平均Nu越大,传热强化倍数Nu/Nu _ST越大。槽宽对横纹管PEC的影响比槽深明显,槽深对横纹管内Nu/Nu _ST影响比槽宽大。通过线性拟合得到半周加热横纹管内熔盐传热Nu的关联式,其计算Nu与模拟值最大偏差在±7%以内。     

新型三元共聚物阻垢剂的合成及阻垢性能研究

以乌头酸(ANA)、丙烯酸(AA)、马来酸(MA)为单体原料,(NH4)2S2O8和NaHSO3为引发剂,2-丙硫醇为链转移剂,采用水溶液聚合法合成了ANA/AA/MA三元聚合物阻垢剂,并研究了ANA/AA/MA对碳酸钙垢的阻垢率。试验表明,在水中Ca2+质量浓度为4 g/L条件下,ANA/AA/MA投加质量浓度为8.0 mg/L时,阻碳酸钙垢率可达95%,说明ANA/AA/MA三元聚合物可作为阻垢剂应用于循环冷却水系统。     

熔盐吸热管瞬态传热特性的数值研究

建立熔盐吸热管瞬态传热的实验台和数值计算模型,分析管外壁热通量突变、熔盐流速突减、外壁热通量和熔盐流速同时突减对吸热管瞬态传热特性的影响规律,结果表明:管外壁热通量突变(突增或突减)时,吸热管入口段的管中心熔盐温度变化较小,但其管壁温度变化较快。管内熔盐流速突减时,熔盐出口温度和管外壁温度均随时间的推移逐渐增大,而管外壁与管内壁温差随时间的推移先降低后升高,t≥16.0 s,各温度和温差基本稳定。吸热管外壁热通量和管内熔盐流速同时减半时,管中心及出口熔盐温度均随时间的推移先升高后降低,稳态后两处熔盐温度保持定值且与瞬态开始前对应熔盐温度接近。吸热管瞬态稳定后的管外壁与管内壁温差和管外壁热通量变化呈正比,与熔盐流速变化无关。得到瞬态稳定后吸热管熔盐出口温度表达式,为瞬态传热过程中吸热器熔盐出口温度控制提供理论依据。     

Numerical study of transient heat transfer performance for molten salt receiver tube

The heat transfer experimental system and mathematical model of receiver tube are established to analyze the transient heat transfer performance of molten salt with heat flux of outer wall sudden change, molten salt velocity sharp reduction, heat flux of outer wall and molten salt velocity sharp reduction at the same time. The results show that when the heat flow on the outer wall of the tube changes suddenly (sudden increase or decrease), the temperature of the molten salt in the center of the tube at the inlet section of the heat absorption tube changes less, but the temperature of the tube wall changes faster. When the molten salt velocity sharp reduction, the outlet temperature of molten salt and the outer wall temperature increase with time, but the difference of outer wall and inner wall temperature decreases at first and then increases, when t≥16.0 s, each temperature and temperature difference reach steady state. When the heat flux on the outer wall of the heat absorption tube and the molten salt flow rate in the tube are halved at the same time, the temperature of the molten salt in the center and the outlet of the tube rises first and then decreases with the passage of time. After the steady state, the two molten salt temperatures maintain a constant value and are compared with the transient state. The corresponding molten salt temperature is close to initial starting temperature. The difference of outer wall and inner wall temperature after transient stability is proportional to the heat flux of outer wall, but which is independent of molten salt velocity. The outlet temperature equation of molten salt in receiver tube after transient stability is obtained, which provides a theoretical basis for the outlet temperature control of molten salt in receiver during the transient heat transfer process.     

新型二元熔盐电解质LiTFSI/NaTf的热学和电化学性能

制备了由二（三氟甲基磺酰亚胺）锂（LiTFSI）和三氟甲基磺酸钠（NaTf）形成的二元低温熔盐电解质材料,采用差热分析、电化学阻抗和循环伏安法分别对熔盐电解质体系的热学性质、电导率和电化学窗口等进行了研究。测试结果表明,LiTFSI/NaTf熔盐体系的最低共熔温度为188℃,而且具有很高的热稳定性,在300℃以内没有明显热分解的迹象;LiTFSI/NaTf熔盐体系具有较好的电导率,电导率随着LiTFSI浓度的增加而减小;温度为230℃、摩尔配比为1∶3的LiTFSI/NaTf熔盐体系的电化学窗口为4.7 V,且随着温度的升高,电化学窗口减小幅度较小,表明该体系具有良好的电化学稳定性。     

LiNO3-NaNO3-KNO3三元熔盐材料的设计及热稳定性研究

采用共形离子溶液模型(conformalionic solution model, CIS) 在二元熔盐体系相图的基础上，对三元熔盐体系LiNO₃-NaNO₃-KNO₃进行了相图计算，得到该三元体系最低共熔点为117.7℃，相应的摩尔分数组成分别为x(LiNO₃) = 0.375，x(NaNO₃) = 0.075，x(KNO₃) = 0.550。按照热力学最低共熔点计算结果，采用熔融法制备了三元硝酸熔盐，通过DSC和TG实验测定其最低共熔点为118.3℃，这与计算得到的结果(117.7℃)基本一致。TG测试结果表明当温度低于587.2℃时，该三元熔盐体系较为稳定，其工作温度范围为118.3~587.2℃，该三元硝酸熔盐适合在太阳能热发电中作为高温传热蓄热材料使用。     

翅片重力热管传热性能实验研究

热管是一种利用工质相变传热,具有传热温差小、热响应速度快、换热量大等优点的传热元件。为研究翅片重力热管的传热性能,实验测试了翅片重力热管与平板重力热管（铝-丙酮工质）的传热性能,比较了其瞬态热响应速率,获得了翅片与平板重力热管在蒸发段不同电功率稳定加热条件下表面温度沿高度方向的变化规律,计算了平板热管的等效热导率,并与铝板测量结果进行了对比。结果表明：重力热管传热速度快、表面均温效果好,热导率随功率的增大先升高后降低,整体上热导率高达纯铝的84~258倍,翅片热管相比于平板热管具有更好的均温性和散热效果,在建筑供暖、车载电池散热、余热利用等领域具有广泛的应用前景。     

熔盐吸热管非稳态对流换热特性

实验研究了高温熔盐吸热管的非稳态对流换热特性。研究发现：加热热通量与熔盐流量变化将引起吸热管内熔盐的非稳态对流换热过程,熔盐出口温度与管壁温度变化趋势一致但变化速度较慢。熔盐进口温度越低时,熔盐黏度越大,非稳态过程进行得越慢;热通量变化量增大时,温度变化速率加大,但非稳态持续时间变化不大;熔盐流量变化的影响最为显著,熔盐流量增大时,非稳态过程显著加快。吸热管有保温层时,熔盐的非稳态对流换热特性与无保温层时基本一致,但管壁温度相对较高。     

熔融盐高储热材料的研究进展

储热技术是太阳能热发电行业的关键技术,而熔融盐是储热行业的主导材料。对储热材料的概念和类型做了介绍。概述了太阳能热发电在国内外的发展趋势,对比了碳酸盐、氯化盐、硝酸盐作为储热材料的优缺点,重点综述了熔融盐及其与其他材料（如金属、膨胀石墨、陶瓷等）的复合熔盐的研究进展,提出了避免孤立研究储热材料和开发多种复合技术的新思路。     

氟化物熔盐的制备及其应用进展

氟化物熔盐具有高温稳定性好、热导率高、比热容大、电化学窗口宽、饱和蒸汽压低和中子吸收截面小等一系列优点,是一种具有广阔应用前景的重要功能材料。本文介绍了氟化物熔盐的典型制备及净化方法（如真空除水法、氟氢化铵法、H₂-HF净化法、电化学净化法、添加还原剂法）,分析了不同方法去除熔盐中杂质离子的作用机制和技术特点。总结了氟化物熔盐在核能、冶金、功能材料制备、先进储能介质、表面处理技术、电子化学品、精细化工及熔盐电池材料等领域的应用及最新进展。突出了氟化物熔盐作为核反应堆冷却剂、熔盐电解质、高温储能材料及反应介质等方面的应用优势。指出了氟化物熔盐在制备及应用过程中存在的问题及发展趋势,并就其发展前景进行了展望。文章指出开展氟化物熔盐制备与纯化机制研究、探索氟化物熔盐净化过程中杂质的存在形式与迁移规律、阐明氟化物熔盐制备与净化机理、发展新的熔盐净化方法以减小熔盐的腐蚀性和降低成本对熔盐的工业化生产和应用至关重要。