正构烷烃热物性的理论预测及实验研究

选取正十七烷、正十八烷、正二十烷有机相变材料进行两两混合,制备二元混合物,利用差示扫描量热仪研究二元混合物的相变温度及相变潜热。选取理论计算公式对不同质量配比的二元混合物的相变温度及相变潜热进行理论预测,并与实验值进行对比。结果表明,制备的二元混合物的相变温度及相变潜热的实验值与理论计算值吻合较好,证明所选取的理论计算公式应用于正构烷烃相变温度和相变潜热的预测是可行的。     

脂肪酸三元低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测

对脂肪酸低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测公式进行了选择和实验验证,通过DSC实验测试月桂酸-肉豆蔻酸二元低共熔混合物、月桂酸-肉豆蔻酸-棕榈酸三元低共熔混合物的热物性参数,发现理论预测公式对低共熔质量配比和相变温度的预测与实验结果吻合较好,可以用于计算脂肪酸类低共熔混合物的热特性参数。在此基础上对10种脂肪酸三元低共熔混合物的质量配比、相变温度和潜热进行了预测计算,这10种脂肪酸三元相变温度范围为16.12～38.86℃,相变潜热范围为154.99～177.39J/g。脂肪酸三元低共熔混合物的研究丰富了脂肪酸的相变温度和相变潜热范围,为脂肪酸类相变材料的工程应用提供了更广阔的空间。     

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。     

工业石蜡和脂肪酸二元混合物储热性能研究

以工业石蜡和脂肪酸二元混合物为研究对象,通过差示扫描量热仪研究其相变温度、相变潜热以及过冷度,旨在降低单纯脂肪酸作为相变材料的应用成本,并拓宽相变温度范围,增加相变潜热值。研究结果表明:相比于单一脂肪酸,石蜡-癸酸和石蜡-月桂酸二元混合物降低了相变温度且提高了相变潜热,适合围护结构储能。石蜡-肉豆蔻酸、石蜡-硬脂酸、石蜡-棕榈酸混合物的相变温度虽然在某些配合比条件下比单一脂肪酸的相变温度低,但仍在40℃以上,不适合应用在围护结构储能中,可用在余热回收用相变换热器等其他节能系统。石蜡-癸酸和石蜡-月桂酸二元混合物的过冷度较小,是围护结构储能的理想材料。     

添加剂对石蜡混合物热性能影响的研究

研究了适于墙体中使用的一种石蜡混合物在分别加入不同百分比的铝、铜、硅等粉末后导热系数的变化，并验证了各种添加剂对石蜡混合物相变温度和相变潜热的影响，分析了3种粉末物质的添加提高石蜡导热性能的可行性。研究表明，在相变材料中添加导热系数高的材料能够强化相变材料的传热性能，不同添加物对导热系数的影响程度存在差异；相变材料添加...     

脂肪酸二元低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测

对低共熔混合物相变温度和潜热的理论预测公式进行了选择和验证,对脂肪酸类二元低共熔混合物的配比、熔点和熔化潜热进行了理论计算。从实际的计算过程来看,计算值与实验值吻合得很好,可以用来计算脂肪酸类低共熔混合物的热特性参数。在15种脂肪酸类低共熔混合物中,熔点最低为10.2℃,最高为51.5℃;熔化潜热最低为138.6J/g,最高为187.5J/g。从工程实际应用来看,脂肪酸类低共熔混合物适用于低温采暖、生活热水、相变墙体、温控混凝土、相变服装等领域。     

有机-无机混合相变材料的热物性研究

目的获得有效改善过冷,同时保持较高潜热、性能稳定的混合相变储能材料。方法分别制备不同质量比的硬脂酸/Mg(NO_3)_2·6H_2O、硬脂酸/Na_2HPO_4·12H_2O的混合材料,使用高低温交变箱测试长期循环性能,用温度记录仪测其步冷曲线,得到相变温度和过冷度,再使用参比温度曲线法对相变材料循环前后的相变潜热进行测试比较。结果硬脂酸/Na_2HPO_4·12H_2O混合材料的过冷度降低至3℃左右,经300次融化/凝固循环后过冷度维持恒定,潜热衰减率在20%以内。结论采用结构相似的2种混合相变材料均可改善无机水合盐的过冷度。硬脂酸与Mg(NO_3)_2·6H_2O相容性不佳,相变潜热的衰减加剧,循环稳定性变差,而硬脂酸与Na_2HPO_4·12H_2O的相容性良好,性能表现稳定,是一种良好的储能材料。     

冷链物流中二元有机相变储能材料的制备与热物性能

有机相变储能材料相变潜热高、化学性质稳定、无过冷度和相分离现象。通过对正癸酸、月桂酸甲酯、正癸醇、月桂酸及十四烷进行热力学分析并进行两两复配,得到正癸酸-月桂酸甲酯(摩尔比为30∶70)、正癸酸-正癸醇(摩尔比为36∶64)及月桂酸-十四烷(摩尔比为21∶79)三种二元有机复配物,其相变温度均在0～5℃且相变焓较高。利用聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)凝胶对二元有机复配物分别吸附,得到一类适用于果品保质包装与物流技术的相变储能材料;并在凝胶制备过程中加入聚乙二醇1000 (PEG1000)致孔剂,可有效提高凝胶在二元有机复配物的溶胀度。结果表明,PNIPAM-40%PEG1000/正癸酸-月桂酸甲酯相变储能材料的相变温度为3.2℃,相变潜热为188.10 J/g;PNIPAM-40%PEG1000/正癸酸-正癸醇相变储能材料的相变温度为1.2℃,相变潜热为177.74 J/g;PNIPAM-40%PEG1000/月桂酸-十四烷相变储能材料的相变温度为4.2℃,相变潜热为206.17 J/g。     

低温相变材料十二醇-脂肪酸二元体系相变温度的研究

相变恒温材料,目前应用较多的是固液相变材料,而固液相变材料大多数是高温体系.采用步冷曲线法研究了不同组成的十二醇-脂肪酸5组二元体系的相变温度,得到了这5组二元体系的|X相图,这5组体系均为具有最低共熔点的二元体系,其最低共熔温度均小于20℃,具有广泛的应用价值.     

参比温度曲线法的改进与实验研究

相变蓄热材料应用广泛,其热物性的测量至关重要。本文基于参比温度曲线法的基本思想,从相变蓄热材料的理论步冷曲线特征和实际测量过程出发,针对相变阶段中能量平衡方程的显热因素和相变结束阶段降温过程的温差因素进行分析和改进,得到了改进后的计算方程。并以十二水磷酸氢二钠、月桂酸和硬脂酸三种相变材料为例进行相变材料步冷曲线的实验研究,结合改进后的计算方程进行相变潜热值的计算。结果表明:改进后的方程对潜热的计算值与DSC测量值相比更接近,误差控制在10%以内。参比温度曲线法的改进对于相变蓄热材料的快速开发和调制具有一定的实践指导意义。     

蓄冷材料相变温度与相变潜热实验研究

阐述了自行研制的蓄冷材料相变温度与相变潜热实验装置的特点,并在该实验装置上测试了蓄冷材料的相变温度和相变潜热,获得了较准确的结果。该方法简单易行,可用于工程上测量相变蓄冷材料的热物性。     

基液为丙醇/水的相变微胶囊悬浮液的制备、稳定性及热物性

相变微胶囊悬浮液是潜热型功能热流体中的一种,其性能稳定、储热密度高且适用温度范围广,在强化传热与储热领域有着较大的应用潜力。制备了以丙醇/水溶液为基液的相变微胶囊悬浮液,研究了丙醇/水的配比对悬浮稳定性的影响。进而测定了相变微胶囊悬浮液中粒子的微观形态、粒径分布、悬浮液粘度及流变特性、相变潜热、比热容和导热系数等热物性参数,分析了温度和质量浓度等因素对其热物性的影响。结果表明,所制备的微胶囊悬浮液在浓度高达40%时仍表现出牛顿流体的特性且粘度较低,拥有较高的储热密度且稳定性较好。导热系数则随浓度的升高而线性减小,且在相变区间内呈现随温度先升高后降低的趋势。     

脂肪酸相变材料导热系数测试及相变传热过程的数值模拟

相变材料在相变过程中由于材料本身状态的变化,其相变传热过程属于具有移动边界的非线性过程,针对相变材料相变传热过程中非线性传热特征,对月桂酸-癸酸混合脂肪酸相变材料的热性能进行了研究,利用差示扫描量热法(Differential Scanning Cal-orimetry)对相变材料的相变潜热和相变温度进行了测试,利用DRE-2C导热系数测定仪测试了不同摩尔比例脂肪酸相变材料以及相变材料在不同测试温度下的导热系数,通过将无机多孔材料硅藻土和脂肪酸相变材料混合制备了一种无机复合相变材料,并对其导热系数和蓄放热性能进行了测试,利用有限元法对相变材料的相变过程进行了数值模拟。研究表明,脂肪酸相变材料的导热系数和其相变温度呈反比关系,相变材料的相变温度越高,其导热系数越低。对于同一相变材料来说,相变材料的导热系数随着材料温度的升高而升高,硅藻土的掺入明显增加了相变材料的导热系数,复合相变材料蓄放热速率加快,改善了相变材料的传热性能。有限元模拟分析法可以较好地描述相变材料的传热过程,相变材料的导热性能需要强化以提高其蓄放热的速率和频率。     

相变材料用于可拆卸护臂热防护服的实验研究

针对传统降温服降温效果差、续航时间低、能耗高、噪声大等问题,本文通过应用相变恒温材料Na2SO4·10H2O在高温时发生相变吸收热量的特性,设计了一种应用于夏季高温环境的人体作业可拆卸护臂的热防护服,并在此基础上进行了热水模拟热源实验和真人实验。结果表明：在热水模拟实验中,防护服在30、41、45 ℃的工况下,前胸、侧腹、后背、腹部4测点温度在60 min升至最高,4测点平均温度最终能降至约26 ℃,其中在30 ℃工况下防护服降温性能较好,在45 ℃工况下降温性能较差。在真人实验中,防护服在37.1、39、41 ℃工况下,3 h内4测点平均温度最终能降至约26 ℃;在60 ℃高温极限工况下,3 h内4测点平均温度最终能降至约31 ℃,防护服护臂内外侧平均温度最终均能降至约32 ℃,低于人体的灼痛临界温度45 ℃。因此该防护服有良好的降温效果,能满足夏季户外工作者的热舒适性要求。     

蓄冷材料相变温度与相变潜热的实验研究

本文阐述了自行研制的蓄冷材料相变温度与相变潜热实验装置的特点 ,并在该实验装置上测试了蓄冷材料的相变温度和相变潜热 ,获得了较准确的结果。该方法简单易行 ,可用于工程上测量相变蓄冷材料的热物性     

氯化盐混合物的配制及热物性研究

选取NaCl、KCl和LiCl 3种熔盐,采用静态熔融法配制了9种二元混合氯盐和36种三元混合氯盐,分别对其相变温度及相变潜热进行实验研究。结果表明:二元混合氯化盐的相变温度在340℃左右,当KCl与LiCl的质量比为1∶1时,相变潜热最大为219.9J/g;三元混合氯化盐相变温度在350℃左右,当NaCl、KCl与LiCl的质量比为1∶5∶4时相变潜热最大为189.4J/g。对2种优选出的混合氯化盐进行5次连续加热与冷却实验,研究表明2种混合氯盐都具有良好的热稳定性。研究结果可为氯化盐混合物在太阳能储能领域的使用提供参考和依据。     

石蜡-正辛酸/石墨相变材料的制备及热物性分析

目的 为了减少产品在运输过程中由于温度而造成的损坏,研发一种石蜡-正辛酸/石墨相变材料,并探究其性能.方法 主要通过热物性实验,包括差示扫描量热、TEMPOS热特性来分析石蜡-正辛酸/石墨相变材料的性能.结果 配置了6种不同质量比的石蜡和正辛酸,质量比为0.2:0.8的石蜡-正辛酸达到共晶点,相变潜能为161.31 J/g,相变温度为13.4℃;以质量比0.2:0.8的石蜡-正辛酸为原料,添加不同添加量的石墨来提高导热性能,发现当石墨质量分数为20％时,导热系数提高了3.9倍,且循环稳定性好.结论 从相变潜能、相变温度和导热系数等3个方面考虑,当质量分数为20％的石墨添加在质量比为0.2:0.8的石蜡-正辛酸相变材料中,可得最佳石蜡-正辛酸/石墨相变材料,满足10～20℃运输环境的要求.     

三元碳酸盐混合物的制备及热物性研究

选取Na_2CO_3、Li_2CO_3和K_2CO_3按不同比例配制三元混合碳酸盐。通过差示扫描量热分析仪实验测试其热物性。结果表明:能够共熔的碳酸盐混合物的熔点在400℃左右,低于单一组分的熔点;部分样品初晶点高于熔点;熔点低、初晶点小于熔点的碳酸盐混合物熔化潜热大部分在100J/g以上,有些大于200J/g;优选出的9种低熔点、低初晶点和高熔化潜热的碳酸盐混合物的稳定性较好。旨在寻找熔点低、相变潜热大、性能稳定的混合熔盐,为其在太阳能热发电中的应用提供参考和依据。     

高温隔热材料热物性的预测和优化研究

应用导热微观理论,对高温隔热材料诸导热因子进行理论分析,并对影响导热性能的显微组织、晶相组成和化学组份等物理化学因素开展了系统的实验研究,从而为预测和优化高温隔热材料的隔热性能提供了新的技术途径．