Na2SO4·10H2O共晶盐的热化学研究

采用微量量热法 ,利用Calvet低温微量量热计对Na2 SO4·10H2 O共晶相变畜冷材料进行热化学研究的工作。在不同实验条件下 ,本研究测定出材料的相变热为 118 19J/ g ,固体平均比热容为 5 5 6J/gK-1,液体平均比热容为 14 38J/ gK。测试结果还表明 ,随着悬浮剂的加入 ,材料的相变热增大 ;所测得的升温DSC曲线的相变热略高于降温过程的相变热 ,本研究还测得了材料 4 5℃ ,5 5℃ ,6 5℃和 7 5℃下的等温DSC数据。以Avrami方程作数据处理的结果表明 ,该方程可以良好地描述该体系的结晶过程。温度的降低 ,成核剂适量加入 ,都将导致Avrami方程速率常数逐渐增大。数据处理解得过程的活化能为 95 3 6kJ/mol,数值为 2 32～ 2 4 3的Avrami方程时间指数表明该体系的结晶过程应为三维依热成核机理 ,显微照相的图象结果亦证实了这一结论。本研究表明了以微量量热法进行新型的相变蓄冷材料的研究与开发的有效性     

储热材料AlNH4（SO4）2.12H2O的过冷性实验研究

对储热材料ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２．１２Ｈ２Ｏ添加成核剂ＣａＦ２及Ｃ时在不同冷却条件下进行了过冷性实验研究。     

Na_2SO_4·10H_2O复合相变储能体系的热力学测试

制备了一种Na2SO4.10H2O共晶相变蓄冷材料,其相变温度在8℃左右,可作为空调蓄冷材料。本文主要研究了复合相变体系的热化学性质和材料的相变特性。本研究测定出材料的相变潜热为114.37kJ/kg,固体平均比热容为4.68kJ/(kg.K),液体平均比热容为16.18kJ/(kg.K)。材料的主要成分为Na2SO4.10H2O,NaCl,NH4Cl,羧甲基纤维素(CMC)等,其主要特点是原料来源丰富,潜热和显热蓄冷量较大。     

用于太阳能热发电站的Na_2SO_4基相变储热材料的制备研究

膨胀珍珠岩具有较好的吸附性能,利用膨胀珍珠岩作为封装基体能够降低Na_2SO_4的泄漏风险。文章以膨胀珍珠岩和Na_2SO_4为原料,制备了一种新型的相变储热材料,然后通过实验分析了该相变储热材料的储热性能、热稳定性等。分析结果表明:膨胀珍珠岩能够吸附大量的Na_2SO_4,并且可以将Na_2SO_4输送至其空腔结构内,形成相变储热材料;热循环期间,相变储热材料中的Na_2SO_4不会泄露,也不会与膨胀珍珠岩发生反应;热循环1 000 h后,相变储热材料的质量、相变潜热分别仅减少了4.60%,7.70%。     

组合相变材料储热系统的储热速率研究

建立了组合式柱内封装相变材料熔化－固化循环相变储热系统的物理模型,用有限差分法进行了数值模拟求解。结果表明,与采用单一相变材料的传统储热系统相比,在给定相变材料组合方式和传热流体进口温度条件下,传热流体流量存在最佳值;选用三种石蜡作用相变材料和水作传热流体的模拟计算结果表明,相变速率可提高１５％￣２５％左右。     

无机水合盐相变储热材料的过冷性研究

无机水合盐相变储能材料通常存在过冷现象,影响了该类材料所蓄热量的排放性能,如果过冷严重,储存的热量不能释放出来。就无机水合盐的过冷机理及非均匀形核的动力学机理进行了探讨,加入成核剂是降低过冷度的有效措施。     

组合相变材料柱状储热单元的储热特性实验研究

主要研究由硬脂酸,切片石蜡和月桂酸三种相变材料组合的圆柱储热单元的储热特性,测试结果表明,与单一相变材料的储热单元相比,组合相变材料的付热单元的储热速率明显提高。     

成核剂对CaCl2·6H2O相变材料储热性能的影响

用步冷曲线法和TGA-DSC联用研究了室温冷却开放体系和冰水浴冷却封闭体系两种工况下硼砂、SrCl2·6H2O、Ba(OH)2·8H2O等7种成核剂-CaCl2·6H2O复合体系的储热性能,探讨了工业级CaCl2·6H2O原料中主要杂质NaCl和MgCl2对成核剂成核作用的影响。研究结果表明:两种工况下,锶盐比其他成核剂的成核效果好,可使体系过冷度降低至3-4℃,但其热循环性能不稳定;钡盐为成核剂的复合储热体系循环性能明显优于其他体系,但其过冷现象严重。工业级CaCl2·6H2O中的主要杂质NaCA、MgCl2对PCM存在屏蔽成核效应,使体系储热性能恶化。     

高温复合相变材料储热电暖器的储热性能CSCD

本文研究了基于高温复合相变材料的相变储热电暖器,对其储热性能、内部流场和温度分布及温度调控机制进行了实验和模拟研究,并与镁砖显热电暖器的储热性能进行对比。结果表明这类相变储热电暖器的储热平均温度高、平均温差小、出风口温度高,整体性能要优于镁砖显热电暖器。相同体积下两种电暖器储热量相当,但相变储热电暖器的重量可减轻1.6倍;在相同储热时间和储热温度下,同等重量的相变储热电暖器较镁砖电暖器可多储热68%。结果也展示了这类储热电暖器温度控制测点选择的重要性,当选取距离加热单元10 mm处的测点作为温度调控点时,电暖器内的平均温度和储热砖体的最高温度均能满足安全要求,而且加热单元电源在谷电8 h储热过程中只需启停两次。     

石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料的研究

以膨胀石墨为基体,石蜡为相变储热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性能,制备出了石蜡／膨胀 石墨复合相变储热材料。由于毛细作用力和表面张力的作用,石蜡在固-液相变时,很难从膨胀石墨的微孔中渗 透出来。实验结果表明,石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料没有改变膨胀石墨的结构和石蜡的固-液相变温度, 且其结合了石墨高的导热系数和石蜡大的相变潜热,因而储热密度较高,导热性能好。其相变潜热与对应质量 分率下的石蜡相当,储/放热时间比石蜡明显减少。     

利用莫来石陶瓷与AlSi_(12)合金制备相变储热材料的研究

以莫来石陶瓷和AlSi_(12)合金为原料,合成一种新型的相变储热材料。分析服役期间相变储热材料的物理化学性质,及其相组成、显微结构的变化规律,并探讨AlSi_(12)合金的氧化损坏对相变储热材料储热性能的影响。分析结果表明:经莫来石陶瓷封装的AlSi_(12)合金具有优良的抗氧化性,持续服役1 000 h后,AlSi_(12)合金的氧化增重率仅为3.75%;服役期间,AlSi_(12)合金中部分Al元素被氧化成Al_2O_3,导致了AlSi_(12)合金的相变温度范围变窄,储热量随之减小,从而影响了AlSi_(12)合金的储热性能;AlSi_(12)合金不会严重腐蚀莫来石陶瓷,也不会向莫来石陶瓷渗透,且部分Al_2O_3积聚在莫来石陶瓷表面,从而降低了AlSi_(12)合金在服役后期的氧化速度。研究结果为利用AlSi_(12)合金制备相变储热材料提供参考。     

陶瓷基复合相变储热材料的冷热循环性能研究

通过探讨材料烧成温度和无机盐质量分数的影响,发现NaNO3/SiO2和Na2CO3-Li2CO3/MgO的烧成温度分别在330℃和520℃、无机盐质量分数均达到70%时冷热循环性能较好。同时研究了冷热循环测试对这两种储热材料机械性能的影响,探索出在长期使用过程中材料力学性能的变化规律。     

O2/H2O气氛下煤粉燃烧SO2生成特性

为了研究煤粉在O_2/H_2O气氛下SO_2的生成特性,选取3种特定含硫量和Ca/S摩尔比的煤粉,在沉降炉燃烧系统上对其在O_2/N_2、O_2/CO_2和O_2/H_2O 3种不同气氛下SO_2生成与煤灰自固硫特性进行研究。结果表明:神华煤SO_2排放质量浓度分别为120、125和129 mg/m~3、自固硫效率为26%、26.01%和25.29%,霍林河煤为153、145和160 mg/m~3以及35.65%、36.18%和35.43%,平顶山煤为1 007、1 071和1 064 mg/m~3以及18.54%、19.69%和19.6%,煤燃烧产生的SO_2以及煤灰的自固硫特性与燃烧气氛基本无关,与煤中硫的质量分数有关;含硫量越高的煤,SO_2排放越多;煤灰的自固硫作用并不随Ca/S摩尔比的增加而增加。     

组合式相变材料组分配比与储热性能研究

采用焓法对组合式相变材料(PCM)储热系统的相变过程进行了数值计算,分析了组合式相变材料中各个PCM组分质量分数的变化对系统储热性能的影响。结果表明,对于组合式相变材料储热系统,存在着最优组分配比,使得系统的储热性能达到最佳。     

石蜡高岭土相变储热材料的制备及表征

为克服太阳能不连续与不稳定引起的建筑物室内温度波动的现象,文章以石蜡与高岭土为试验原料,制备一种用于建筑墙体隔热保温的新型高岭土基相变储热材料。采用XRD,SEM,FTIR和DSC测试方法研究了相变储热材料的结构与性能。结果表明：高岭土具有良好的吸附性能,能物理吸附大量的石蜡至其孔隙结构;石蜡高岭土相变储热材料的熔融和冷凝温度分别为27.5,25.3℃,熔融和冷凝相变潜热值分别为33.5,32.9J/g;服役期间,石蜡未从储热材料中泄露,也未与高岭土化学键合;经1 000次循环试验后,储热材料的相变温度与相变潜热值变化不显著。高岭土优异的吸附能力赋予了该储热材料优异的吸储热能力。高岭土与石蜡较好的物理化学相容性使储热材料具有优良的化学稳定性。     

用于墙体中的固-固相变材料储热性能的研究

使用固一固相变材料作为墙体中的储能材料不会发生渗漏．能增加墙体的蓄热能力，减小室内温度波动，减少建筑能耗。通过实验研究了多元醇类相变材料组成的二元体系在不同组成下的储热性能，从材料的相变温度和相变潜热分析其应用于墙体中的可行性。研究结果表明：在一定的组成下，多元醇二元体系可达到墙体储能要求的相变温度，且相变潜热较大，是理想的墙体相变储能材料。     

天然气吸附剂的开发及其储气性能的研究Ⅳ--相变储热材料对吸附热效应的影响

实验制备出一种相变储热材料(PCM),其质量百分比基本组成为Na2HPO4·12H2O(87.0%),Na2B4O7·10H2O(8.7%),CaCO3(4.3%).DSC测得其相变热与热容分别为95.97 J/g和0.75J/(g·K).利用该相变储热材料进行了甲烷吸附储存时吸附热效应的控制实验,结果表明在吸附罐中加入体积含量为6.1%的相变储热材料后,甲烷吸附时能使储罐中心最高温度降低21.3℃,而脱附时能使储罐中心最低温度提高22.3℃.在吸附储罐内加入PCM能使甲烷的有效释放体积比提高37%.     

Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料制备与性能北大核心CSCD

为循环利用工业固体废弃物,降低储热系统成本,以工业固废电石渣替代传统骨架材料,采用冷压烧结法创新制备7种不同配比的Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料,利用差示扫描量热法、恒速增压法、电子显微法、高温热冲击法、X射线衍射法、红外吸收光谱法等方法研究其储热性能、力学性能、微观结构、热循环稳定性和化学兼容性。结果表明,电石渣与碳酸钠结合可形成性能优异的复合相变储热材料;电石渣与碳酸钠质量比为52.5∶47.5时制备的复合相变储热材料(NC5)综合性能最佳,储热密度在100~900℃内达到993 J/g,抗压强度达到22.02 MPa,最高导热系数为0.62 W/(m·K);样品NC5中不同组分均匀分布,组分间具有良好的兼容性;样品NC5经100次加热/冷却循环后仍具有优异的储热性能,可为固废资源化利用和低成本储热材料研发提供技术支持。     

相变储热技术用于改善发动机冷启动性能的试验研究

对一种相变储能装置进行研究,将发动机的排气余热储存在相变材料中,用于发动机冷启动前对发动机进行预热以改善冷启动性能。介绍了台架试验装置、工作原理及试验研究结果,结果表明利用相变储能装置对发动机进行预热,可减少发动机冷启动排放污染,降低冷启动时油耗量。     

应用于太阳能热发电站的高岭土基相变储热材料的制备

由于高岭土具有优异的吸附性和包覆性,文章以高岭土为载体,硬脂酸钠为相变材料,制备出一种新型的高岭土/硬脂酸钠相变储热材料,并利用XRD,SEM,FTIR和DSC现代测试技术对该相变储热材料的结构和各项性能进行研究。分析结果表明:高岭土和硬脂酸钠之间存在吸附关系,二者未发生化学反应;高岭土基相变储热材料的熔融、冷凝温度分别为252.86,256.91℃,熔融、冷凝相变潜热值分别为109.25,109.01 J/g;经500次热循环后,高岭土基相变储热材料的储热性能没有明显降低,高岭土与硬脂酸钠之间的结合方式也没有发生变化。