耦合相变储热的金属氢化物反应器吸氢过程模拟

基于金属氢化物储氢反应,建立了相变材料蓄热的固体储氢反应器模型,模拟研究了吸氢压力等操作参数及相变材料的相变温度、固(液)态导热系数、相变潜热等物性参数对固体储氢反应器工作过程的影响. 结果表明,相变材料的固态导热系数和相变潜热对固体储氢反应器性能的影响较小,相变温度和液态导热系数对反应器性能影响较大. 相变温度越低,液态导热系数越大,储氢反应器性能越好. 在使用最优的相变材料储能时,提高充入氢气的压力可加快反应速率,强化相变材料的传热,有助于进一步优化反应器的储氢性能.     

一些有机化合物的熔融相变热

<正> 相变材料能在特定的温度(相变温度)下发生物相变化,并伴随有热量的吸收或放出,从而用以控制周围环境的温度。这种物相变化可以是气-液,也可以是液-固相的变化,对于低温相变材料通常使用液固相变。早在五十年代因空间宇航的要求,开始了寻找高潜热的温控相变材料研究,近年来已发展到民用取暖和储热的应用上。人们将相变材料密封在聚乙烯管中     

石蜡基复合相变材料的制备和稳定性研究

制备了能在室温下发生相变的石蜡基复合相变材料。采用熔点为50~52℃的固体石蜡和熔点约为5℃的两种液体石蜡为原料,按照一定的比例复配,通过熔融共混、自然冷却制备而成。研究了原料配比对相变温度的影响,并研究了相变材料的稳定性。结果表明:通过改变固液石蜡的质量配比,可获得不同相变温度的石蜡基复合相变材料。当两种液体石蜡、固体石蜡的质量比为1:4:5时,相变温度约为26℃,且随着液体石蜡的加入,复配石蜡的相变温度逐渐降低,相变材料室温下的扩散稳定性逐渐降低。当石蜡基复合相变材料通过硅藻土或碳酸钙吸附并用高密度聚乙烯作载体包裹处理后,复合相变材料的质量损失率明显降低,室温稳定性好。     

高储能密度常温相变含水石蜡储能微囊制备

采用固体石蜡和液体石蜡复合的方法,制备出常温固-液相变储能石蜡,DSC法测试表明:m(固体石蜡):m(液体石蜡) =1:2时,复配石蜡固-液相变温度34.2℃,相变潜热34.0 kJ(kg(1,满足常温固-液相变需要.采用微乳化技术,将水稳定分散于常温固-液相变石蜡中,得到具有高储能密度的复合储能介质.通过设计采用膜乳化法制备微囊的装备,用海藻酸钠作为微囊壁材,制备得到粒度分布范围在6～26 μm的球形储能微囊.储能密度测试结果表明:将水引入石蜡中后,微囊储能密度显著提高,W1/O初乳中含水10%(wt)制备的微囊较未含水微囊储能密度提高了近15倍.为相变材料的高储能密度化和微囊化,提供了新的途径和制备方法.     

常温相变含水石蜡微乳液的制备

采用一定比例的固体石蜡和液体石蜡混合熔融,得到常温相变石蜡,采用微乳化技术,将水稳定的分散到石蜡中,制备出具有高储能量的相变含水石蜡储能材料。差式扫描量热法测试表明,m(固体石蜡)∶m(液体石蜡)=1∶2时,复配石蜡固-液相变温度34.2℃,相变潜热为34.0 kJ/kg;相图分析表明,m(Span80)/m(Tween80)=0.6,助表面活性剂为正丁醇,助表面活性剂(C)与复配表面活性剂(T)质量比m(C)/m(T)=0.3时,微乳液相区面积最大;实际储能测试结果表明,含水10%的相变石蜡比未加水时提高了近13倍。     

相变材料在节能中的应用

相变材料是一种具有特殊功能的物质,人们利用它能在特定的温度(相变温度)下发生物相的变化,并伴随着吸收或放出热量的作用,来控制周围环境的温度。这种物相的变化可以是气-液相的变化,也可以是液-固相的变化。但考虑到使用装置上的方便等原因,通常采用液-固相变化的相变材料。     

组合相变材料强化固液相变传热可视化实验

采用高清相机和红外热像技术,对组合相变材料融化-凝固循环过程与传热特性开展了可视化实验研究。以填充三种石蜡的相变蓄热腔体为研究对象,追踪了腔体内固液相界面的动态演化过程和温度分布的变化规律。在此基础上,考察了相变材料布置顺序对蓄热腔体热性能的影响,分析了组合相变材料蓄热腔体的相变行为及强化传热特性。结果表明,相变温度较高的相变材料应靠近加热壁面布置;组合相变材料蓄热腔体存在多个固液相界面现象,不同相变材料可同时融化/凝固;与单一相变材料相比,组合相变材料的应用改善了蓄热腔体各单元相变速率的均匀性,提高了平均相变速率;组合相变材料虽然降低了蓄热腔体的显热蓄热量,但减小了温度变化速率,增强了系统的稳定性,并显著增加了潜热蓄热量,有效提高了相变蓄热腔体的总蓄热量。     

季四戊醇热能储存相变材料的研究进展

相变材料是具有热能储存和温度调控功能的物质,在相变转化过程中,伴随大量的吸热或放热热效应。按材料相变行为主要分为固-液相变、固-固相变、液-气相变和固-气相变4类相变过程。季戊四醇是一种典型的新戊基多元醇类,具有较长的碳链和较高的分子量,在187～189℃时,其面心四面体分子结构与体心立方结构相互转化时,伴随着很大的热焓变化(260～280 k J/kg),因此,是一种理想的固-固相变储能材料,具有广泛的应用领域。本文主要介绍了季戊四醇作为相变材料的研究进展,讨论了其存在的问题和解决的方法,重点介绍了加入导热纳米材料提高其热导率以及相关稳定性和储能效应的最新研究成果,并对未来发展进行了探讨和展望。     

相变储热材料研究进展

介绍了相变储热材料的种类和特点 ,讨论了固 -液相变、固 -固相变蓄热材料的性能和应用 ,并总结了目前相变材料应用上的缺陷及解决方法。     

一种模拟气液相变过程的相变模型

提出了一种基于VOF（volume of fluid）方法的相变模型，用于计算气液相变过程的控制方程中的传热传质源项。在单位时间步长上相界面附近发生的传热以瞬态热扩散来考虑，并假设该传热导致了相变的发生。相变模型能够通过相界面单元的温度、流体热物性以及时间步长来计算传热传质源项。通过一维Stefan问题和二维水平膜沸腾问题对该相变模型进行验证，对比了相界面位置以及温度分布，结果与理论解吻合良好。进一步探讨了相变模型中的时间步长对计算精度的影响。结果表明时间步长越小，本相变模型模拟得到的结果与理论解的偏差越小。     

耐火材料中的相变及其控制

晶体多晶型之间的晶型转化是典型的相变过程。固相的升华和气相的凝固,固相的熔融和液相的结晶(包括共熔和共晶、转熔和回吸等物化过程)也都是基本的相变过程。固熔体的形成和脱溶,固相在液相中的溶解和液相中的结构团在固相表面的析出,晶粒长大和二次再结晶(或称晶粒的非连续生长或异常生长),固溶体中的溶质在晶界     

相变材料的研究与进展

综述了相变材料的研究进展状况,介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的性能、储能机理和优缺点,讨论了固一液相变、固一固相变、液一气相变材料的性能和应用。并介绍了一些新型的相变材料,指出了该领域中有待解决的问题,展望了未来相变材料的发展前景。     

软脂酸纤维素酯的制备表征及相变性能

将微晶纤维素溶解于Li Cl/N,N-二甲基甲酰胺混合溶液中形成均相溶液,将软脂酸与对甲苯磺酰氯混合,形成活性更高的中间产物,再与纤维素溶液混合制备软脂酸纤维素酯。采用傅里叶转换红外,核磁共振,DSC和热重等方法考察了不同反应温度,时间,反应物配比对产品结构和相变性能的影响。结果表明,在纤维素葡萄糖苷∶对甲苯磺酰氯∶软脂酸摩尔比为1∶3∶3,80℃下反应30 h所得产品的取代度最高。产品的相变焓为137.4 J/g(吸热),119.3 J/K(放热),且无熔化现象,具有固固相变材料特点。     

化学法和共混法制备的PEG／CDA相变材料的性能比较：储热性能？…

通过IR、DSC和X-ray研究了用化学键联法和溶液共混法制备的聚乙二醇/二醋酸纤维素(PEG/CDA)型相变材料的相变热焓、相变温度和结晶度等物性,探索了两种材料的链结构与储热性能的关系.结果表明,对相同PEG含量的共混材料和化学改性材料而言,共混物的相变焓要大于化学改性材料的相变焓;但化学改性物是一种固固相变材料,而共混物不具有固固相变特性,只是一种形状稳定的固液相变材料.     

交联聚乙烯／石蜡复合相变储能材料的研究

根据固-液相变材料石蜡在聚乙烯(PE)交联网络中的扩散溶胀特性,制备了一种以 PE 交联网络为支撑骨架和包覆层、以石蜡为储能材料的复合型高分子固-固相转变储能材料。通过测定不同温度下、不同交联程度 PE在石蜡中的溶胀速率、平衡溶胀比等,研究了交联 PE 在石蜡中的溶胀行为及溶胀动力学,为相变材料的制备工艺提供了依据;此外,还对复合相变材料中石蜡的扩散、渗透行为及扩散动力学进行了研究。结果表明制备的相变储能材料具有长期使用性能。     

化学法和共混法制备的PEG/CDA相变材料的性能比较——储热性能与链结构的关系

通过IR、DSC和X -ray研究了用化学键联法和溶液共混法制备的聚乙二醇 /二醋酸纤维素 (PEG/CDA)型相变材料的相变热焓、相变温度和结晶度等物性 ,探索了两种材料的链结构与储热性能的关系。结果表明 ,对相同PEG含量的共混材料和化学改性材料而言 ,共混物的相变焓要大于化学改性材料的相变焓 ;但化学改性物是一种固固相变材料 ,而共混物不具有固固相变特性 ,只是一种形状稳定的固液相变材料     

管壳式相变储热器性能快速预测研究

为了构建一种具有普适性的完全熔化时间预测公式,引入一种无量纲储热时间的概念,定义为实际储热时间与基准储热时间的比值。基准储热时间通过静态近似法获得,可以基本反映完全熔化时间与其影响参数的非线性关系,有效降低了无量纲储热时间拟合关联式的非线性度,并扩大了其适用范围。针对套管式固液相变储热器,通过数值模拟方法分析了Stefan数、无量纲长度以及外内径比率三个参数对无量纲储热时间的影响规律,并拟合了关联式。结果显示,所构建的经验关联式具有较好的应用范围和预测准确度;在考虑的参数范围内,快速预测结果的误差可以控制在10%以内。所提出的无量纲储热时间及其关联式构建方法可推广应用于其他固液相变储热器。     

组合相变材料强化固液相变传热可视化实验

采用高清相机和红外热像技术，对组合相变材料融化-凝固循环过程与传热特性开展了可视化实验研究。以填充三种石蜡的相变蓄热腔体为研究对象，追踪了腔体内固液相界面的动态演化过程和温度分布的变化规律。在此基础上，考察了相变材料布置顺序对蓄热腔体热性能的影响，分析了组合相变材料蓄热腔体的相变行为及强化传热特性。结果表明，相变温度较高的相变材料应靠近加热壁面布置；组合相变材料蓄热腔体存在多个固液相界面现象，不同相变材料可同时融化/凝固；与单一相变材料相比，组合相变材料的应用改善了蓄热腔体各单元相变速率的均匀性，提高了平均相变速率；组合相变材料虽然降低了蓄热腔体的显热蓄热量，但减小了温度变化速率，增强了系统的稳定性，并显著增加了潜热蓄热量，有效提高了相变蓄热腔体的总蓄热量。     

含相变颗粒流体的Rayleigh-Benard对流热启动

引　言含固液相变颗粒的乳胶液流体是一种混合物质的复杂流体,这种流体在化工、空调等工业领域有较好的应用潜力,近年来对它的研究比较活跃[1～3] .人们把在一定温度范围内的潜热变化归结为表观比热容或有效比热容.在相变温度范围内,由于热物性的剧烈变化,对流换热的机理研究也就显得十分必要.而Rayleigh Bnard对流问题是一个经典的复杂物理现象,它是指上下分别有固体冷却和加热面的自然对流问题.在重力场内,对水平放置的流体层,这种传热方式没有自然对流存在的充分条件,只有超过一定的临界状态时自然对流才会发生.由于这一问题也涉及到…     

基于焓法与伪焓法的固液相变传热LB模型分析

固液相变传热过程在各个领域有着重广泛的应用,为深入研究固液相变传热过程特性,对格子Boltzmann方法在解决固液相变传热问题的相关模型进行了介绍.重点分析了基于焓法及伪焓法的固液相变LB模型,接着指出了基于焓法的LB模型可以根据焓值直接追踪相界面但需要迭代计算,而基于伪焓法的LB模型通过"预测"和"修正"无须进行迭代但将源项完全根据显热计算,从而改变了能量方程的形式,并未考虑潜热影响.对模型的对比分析,为解决固液相变相关问题提供指导与借鉴作用.