相变微胶囊对砂浆物理力学性能的影响

相变储能砂浆有利于房屋建筑室内环境的温度稳定,对建筑节能具有重要意义。对相变微胶囊掺量变化与砂浆的流动度、表观密度、抗折强度和抗压强度变化的关系进行了研究。研究结果表明,随着相变微胶囊掺量的增加,砂浆的流动度减小,表观密度、抗折强度和抗压强度均呈现出先增大后减小的变化趋势。相变微胶囊取代石英砂的最佳质量分数为10%,此时,砂浆的抗压强度较不掺相变微胶囊的砂浆增加了37.1%。     

橡胶粉砂浆力学性能及导热系数的研究

为了研究不同橡胶粉掺量对砂浆力学性能和导热系数的影响,将回收废旧轮胎破碎成橡胶粉加入砂浆中,制备不同掺量的保温复合砂浆的试样,测定了该类砂浆的力学性能和导热系数.结果表明:橡胶粉保温砂浆的流动性、抗折强度和抗压强度随着橡胶粉的增加而降低;偶联剂添加量为橡胶粉颗粒的5%时,提高界面的强度效果最好,复合砂浆的导热系数达到0.71W/m·℃.     

含相变储能材料石膏板的物理力学及热工性能

为优化掺加相变储能材料(CPCM)的石膏板性能,针对实际应用环境条件,通过正交试验研究了温度、湿度等外界条件的变化对掺加CPCM石膏板的物理力学性能及热工性能的影响．结果表明,试件的抗压强度和抗折强度随着CPCM掺量的增大而降低;随钢纤维掺量或含水率的增大而增加．在不同的温度条件下,各影响因素的变化对导热系数变化的影响主次顺序不同．石膏板内部相对湿度及钢纤维掺量的增加有利于提高其导热系数,而CPCM掺量的增加会降低其导热系数．石膏板的导热系数随着板体初始温度的变化而改变,在CPCM相变温度区间的石膏板导热系数最大．     

EPS保温砂浆性能试验研究

为了系统研究不同组分对聚苯乙烯泡沫(EPS)保温砂浆性能影响,通过试验探讨了EPS体积掺量、粘结剂、引气剂和粉煤灰掺量对EPS保温砂浆和易性、力学性能、导热系数及吸水率和软化系数的影响.试验结果表明,对于配制高性能EPS保温砂浆,EPS体积掺量适宜控制为80％～82％,含气量在20％左右,粉煤灰掺量为20％.掺入适量市售白乳胶能提高EPS保温砂浆的粘结强度和抗折强度,适量粉煤灰掺量能显著降低EPS保温砂浆的干缩率和导热系数,提高EPS保温砂浆综合性能.     

基于废弃物利用的自保温墙体配套砂浆制备及性能研究

采用淤泥陶砂、废弃加气混凝土结合传热系数小的玻化微珠为砂浆骨料,基于"复合化"思想,制备自保温墙体配套砂浆。采用正交实验探讨混掺砂浆的合理配比,控制4项参数:胶凝材料用量、陶砂(或废料)与玻化微珠体积比、硅灰取代量和胶粉掺量,以干容重、抗压强度、导热系数为考核指标,制备综合利废效果最佳的新型混掺复合保温砂浆。结果表明,陶砂玻化微珠复合砂浆导热系数0.16～0.29W/(m.K),随着陶玻比增大而增大,因此陶砂体积含量增加有利于提高保温性能,加气废料玻化微珠复合砂浆的导热系数0.10～1.14W/(m.K),与陶砂复合保温砂浆相比,有较大的降低。     

石蜡相变微胶囊及蓄热调温织物的制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯和哌嗪为壁材单体,30#相变石蜡为芯材,采用界面聚合法制备出一种新型聚脲相变微胶囊,将此相变微胶囊加入到涂层整理液中制备出蓄热调温棉织物。考察了制备条件对微胶囊成形和粒径大小的影响:微胶囊形态随水相单体浓度的增大而改善,粒径随乳化速度的增大及乳化剂浓度的增大而减小。在哌嗪质量分数为1.0%、乳化剂OP质量分数为2.0%、乳化速度为5 000 r/min的条件下制备出的相变微胶囊粒径均匀,成形良好,平均粒径为10.6μm。微胶囊涂层织物具有良好的蓄热调温性能。     

自调温涂料用石蜡相变微胶囊的制备与性能分析

为防止石蜡类相变材料在使用过程中发生泄漏,以甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯为壁材原料,采用悬浮聚合法对石蜡进行包覆,制备了相变温度为25℃、相变潜热值为83.3 J/g、耐热温度为150℃的石蜡相变微胶囊,并将其添加到水性硅丙树脂中,得到了具有调温功能的涂料。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、差热扫描量热仪、热重分析仪等分析了分散剂浓度、引发剂浓度以及芯材比等因素对石蜡相变微胶囊形貌、热性能、热稳定性、芯材含量的影响;采用涂层附着力测试仪、铅笔划痕实验仪和自制的模拟装置研究微胶囊在水性硅丙树脂的添加量对涂料漆膜的附着力、硬度和调温性能的影响。研究表明:当分散剂马来酸酐共聚物钠盐(NaSMA)质量浓度为10%、引发剂过氧化十二酰(LPO)质量浓度为2%、芯材质量与壁材单体投入质量比为2∶1时能够得到球型规整,分散性好、芯材含量高的石蜡相变材料微胶囊,石蜡相变微胶囊在水性硅丙树脂中最佳的添加量为15%。     

混合石蜡的热物性实验

对低熔点石蜡(十六烷、十八烷)与高熔点石蜡(54#石蜡、62#石蜡)混合物的传热性能进行了实验研究,用以替代价格较高的十八烷,用于立式集热板太阳能热气流电站的蓄热系统中。采用差示扫描量热仪(DSC)对不同质量分数的混合石蜡的相变潜热及相变温度进行了测量,结果表明:随着低熔点石蜡的加入,混合石蜡的相变温度在不断减小,相变潜热介于低熔点石蜡与高熔点石蜡之间;且混合后的石蜡具有良好的循环稳定性。采用热针法对不同质量分数的混合石蜡固态体系、液态体系的导热系数进行了测量,结果表明:混合之后石蜡的导热系数与低熔点石蜡相差不大,石蜡在固态时的导热系数要大于在液态时的导热系数。综合比较可知,混合石蜡可以满足储能需求,并能降低成本。     

橡胶颗粒掺量对玻化微珠保温砂浆性能的影响研究

选取10%、20%、30%3种掺量,将0.55～2.36 mm改性橡胶颗粒掺入玻化微珠保温砂浆中,制备了20组保温砂浆试块,研究了橡胶颗粒掺量对玻化微珠保温砂浆抗冻性能和保温性能的影响.结果表明:随着橡胶颗粒掺量的增加,保温砂浆的抗压强度逐渐降低;橡胶颗粒能够改善保温砂浆的抗冻性能,橡胶颗粒掺量越高,经历相同次数的冻融循环作用后,保温砂浆的质量损失率和强度损失率越小,随着冻融循环次数的增加,保温砂浆的质量损失率和强度损失率的下降幅度越平缓,抗冻性能越好;由于橡胶颗粒在保温砂浆中引入的封闭孔隙减少了对流传热,保温砂浆的保温性能随着橡胶颗粒掺量的增加而提高.     

凝固浴对蓄热调温聚丙烯腈纤维性能的影响

以聚酰胺石蜡相变微胶囊(MEPCM)为相变材料,硫氰酸钠(NaSCN)水溶液为溶剂,通过湿法纺丝工艺制备MEPCM质量分数为16.7%的蓄热调温聚丙烯腈纤维,考察了凝固浴中NaSCN质量分数对纤维性能的影响。随着NaSCN质量分数的增大,纤维的线密度增大,断裂强度、热收缩率和沸水收缩率下降,断裂伸长率和钩接强度先增大后减小。通过实验分析确定最佳NaSCN质量分数为10%,在此条件下制备的蓄热调温聚丙烯腈纤维强度为1.35cN/dtex,热焓值为26.0J/g,MEPCM在纤维中的热效率达到78.4%,具有良好的物理机械性能和较好的蓄热调温性能。     

石蜡基复合相变储能材料的研究进展

石蜡类有机物用做相变储能材料具有相变焓高、相变温度范围广、价格低等优点,但其较低的导热系数限制了吸／放能效率的提升。添加高导热物质合成复合相变材料,用以强化石蜡类有机相变材料传热能力是非常有前景的研究方向。评述了多种石蜡基复合相变材料的合成方法及热学性能,并展望了石蜡基复合相变材料的发展趋势。     

棕榈酸/石蜡复合相变储能材料

将石蜡(PW)与棕榈酸(PA)熔融超声共混,制备出了一系列PA/PW复合材料。采用瞬态热丝法(SHW,Short-Hot-Wire)测量PA/PW复合材料的导热系数,用差示扫描量热仪(DSC,Differential Scanning Calorimetric)分析复合材料的相变温度(T)和相变潜热(L),采用红外光谱仪(FTIR,Fourier Transform Infrared)对复合物的组成进行表征。复合材料的红外吸收光谱图表明,PW和PA只是简单的物理混合,未生成新物质。复合相变材料的导热系数大致随温度的升高而降低,而在30和50℃左右时由于固-固和固-液相变的作用,导热系数测量值出现了一定程度的升高。复合材料的Ts-s(固-固相变温度)都比PW的略高;与纯PW相比,除PA的质量分数w=35%之外,其他比例复合材料的Ts-l(固-液相变温度)都较纯PW的低;除w=35%的Ls-l(固-液相变潜热)比纯PW的低之外,其他比例复合材料的Ls-l都比纯PW的Ls-l高。     

聚乙二醇单甲醚固-固相变材料的合成与性能测试

为得到相变温度较低,相变焓较高的相变材料,以聚乙二醇单甲醚(MPEG)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、新戊二醇(NPG)为硬段,合成聚氨酯固-固相变储能材料.利用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、红外光谱(IR)、偏光显微镜(POM)分析了材料的形态结构和相变行为.结果表明:所制备的相变材料具有良好的固-固相变储热性能,相变焓达到146.6 J/g,相变温度为43.92℃,且具有很好的热稳定性.相过程的变实质是相变材料中的软段MPEG在结晶态与为非晶态之间相互转化的过程.     

高温相变储热单元模拟研究与计算

运用Fluent软件对圆形储热单元内部LiCl高温相变材料熔化过程进行二维数值模拟。模拟结果表明：不同位置的LiCl都会出现恒温＂平台＂,其平台的长度和出现的时间间隔随空间位置的不同而有显著差异;随时间的增加,储热单元储热量在相变区明显增大,其储热功率也相应出现了最大值。相变材料的导热系数、相变储热单元的形状和空间尺度以及其恒温隔热装置是改善相变储热系统储热性能的关键性因素。     

辛醇接枝碳纳米管复合相变材料的导热性能研究

通过将碳纳米管（CNTs）用混酸进行处理后在其表面以正辛醇（C8H17OH）进行接枝处理,制得接枝C8H17O-CNTs。经红外光谱分析,所得接枝产物出现区别于C8H17OH上的C-O键特征吸收峰,表明接枝成功。在熔融的石蜡（PW）中加入接枝产物并进行搅拌和恒温超声后制得均匀复合物。复合物导热系数的测量结果表明,随温度的升高纯PW和各个组成的复合物的导热系数基本呈现下降趋势。复合物的导热系数基本随C8H17O-CNTs的含量的增加而增大。其中含质量分数为1.0%C8H17O-CNTs的复合物的导热系数较纯PW的导热系数在各个测量温度都提高了大约0.06 Wm-1K-1。     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

有机相变储热复合材料的储/放热性能研究

以高孔隙率泡沫石墨材料作为骨架在真空环境下吸附石蜡,制备而成新型有机相变储热复合材料。利用HotDisk热常数分析仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了其热性能,结果证明复合材料的导热能力得到了极大强化。对分别填充了复合材料和纯石蜡的以水作为热媒的储热槽进行了实验研究,重点考察了两者在储热和放热过程中的温度均匀性、储能速率及泡沫石墨对石蜡相变的影响,同时就泡沫石墨的孔隙率大小对复合材料导热性能和储能速率的影响规律进行了对比分析。研究表明,复合材料的相变温度区间基本不变,导热性能提高了21倍,相变时间缩短了56%以上,相变界面移动加快,储热槽的储热、放热性能和储能密度有了很大提高;不同孔隙率会影响复合材料的导热系数、储能速率和储能容量,在提高储能速率和保证储能容量两者之间,选择孔隙率为91%的泡沫石墨作为复合材料骨架应是一最佳值。     

相变木塑围护结构热工性能实验与数值模拟

为对相变木塑围护结构的热工性能进行研究,以相变木塑复合构件为基础制成缩尺实验箱,对箱内温度实时监测,采用辐射蓄热、对流放热的方式对相变木塑复合构件的热工性能进行了测试,得出:相变木塑墙体比普通木塑墙体有更理想的室温调节能力,光照的不足对墙体蓄、放热能力影响很大,相变木塑墙体在阴天光照条件下相比于晴天温控能力大大降低.为对相变木塑围护结构的热工性能进行改善,建立相变传热物理模型及数学模型,利用MATLAB软件进行室内温度、相变内墙与室内空气对流换热量、相变内墙表面温度的数值模拟,得出:提高材料导热系数及增大墙体对流换热强度均能改善相变木塑墙体的热工特性,随着导热系数的增加,夜间室内平均温度由15.2℃升至15.7℃,同时对流换热量和内墙温度增加,但增加幅度十分有限,随着对流换热强度的增加,夜间室内平均温度由15.2℃升至16.3℃,同时夜间相变墙体表面对流换热量显著增加,增加幅度明显,所以提高对流换热强度更具热工性能的改善潜力.     

Preparation and Properties of Paraffin/PMMA Shape-stabilized Phase Change Material for Building Thermal Energy Storage

The composite phase change material(PCM) consisting of phase change paraffin(PCP) and polymethyl methacrylate(PMMA) was prepared as a novel type of shape-stabilized PCM for building energy conservation through the method of bulk polymerization. The chemical structure, morphology, phase change temperature and enthalpy, and mechanical properties of the composite PCM were studied to evaluate the encapsulation effect of PMMA on PCP and determine the optimal composition proportion. FTIR and SEM results revealed that PCP was physically immobilized in the PMMA so that its leakage from the composite was prevented. Based on the thermo-physical and mechanical properties investigations, the optimal mass fraction of PCP in the composite was determined as 70%. The phase change temperature of the composite was close to that of PCP, and its latent heat was equivalent to the calculated value according to the mass fraction of PCP in the composite. For estimating the usability in practical engineering, thermal stability, reliability and temperature regulation performance of the composite were also researched by TG analysis, thermal cycling treatments and heating-cooling test. The results indicated that PCP/PMMA composite PCM behaved good thermal stability depending on the PMMA protection and its latent heat degraded little after 500 thermal cycling. Temperature regulation performance of the composite before and after thermal cycling was both noticeable due to its latent heat absorption and release in the temperature variation processes. The PCP/PMMA phase change plate was fabricated and applied as thermal insulator in miniature concrete box to estimate its temperature regulation effect under the simulated environmental condition. It can be concluded that this kind of PCP/PMMA shape-stabilized PCM with the advantages of no leakage, suitable phase change temperature and enthalpy, good thermal stability and reliability, and effective temperature regulation performance have much potential for thermal energy storage in building energy conservation.     

翅片盘管式相变储热器传热性能研究

翅片盘管可以强化盘管外侧的换热.本文研制了一种翅片盘管式相变储热器,以石蜡R54为相变材料,在3组不同流量工况下,分别对3种不同翅片间距的储热器进行了实验研究,分析了其不同工况下的温度分布和传热系数情况,得出了该类型相变储热器的储热效率及传热系数与流量成正比、与翅片间距成反比的结论.