癸酸-月桂酸二元复合相变材料的相变特性研究

采用“冷却曲线法”测试癸酸-月桂酸二元体系的凝固点,验证了施罗德公式用于储热配方设计的可行性。配制相变温度在25—30℃之间的、可以应用于建筑节能领域的复合相变材料,并对其相变温度和相变潜热进行差示扫描量热计（DSC）分析。     

月桂酸/活性炭复合相变储能材料的试验研究

通过熔融物理吸附法将月桂酸、活性炭复合制备得到复合相变储能材料。测试分析表明,复合相变材料的相变温度范围在44.61℃~46.51℃之间,并且有一个较大的吸热峰,可实现相变吸放热,热稳定性好,相变物质热性能基本不受影响。微相结构显示活性炭能有效吸入大量的月桂酸,具有较好的物理吸附结合能力。综合分析表明,该复合相变储能材料在储热、保温方面具有较好的应用参考价值。     

月桂酸-膨胀石墨复合相变储热材料的性能研究

以月桂酸为相变材料,膨胀石墨为支撑结构,利用微孔吸附法制备了月桂酸/膨胀石墨复合相变储热材料。采用扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和差示扫描量热分析(DSC),对复合相变储热材料的结构与性能进行了表征。结果表明,月桂酸被吸附到膨胀石墨的微孔中,但对膨胀石墨的多孔结构及层间距影响不大。同时,月桂酸/膨胀石墨复合材料的相变温度与月桂酸一致,其焓值与复合相变材料中月桂酸的百分含量与纯月桂酸焓值的乘积相当。     

圆管中相变微胶囊悬浮液层流状态下的融化特性

采用基于双流体模型开发的计算程序模拟了圆管内潜热型功能热流体在均匀热流密度条件下层流流动时的融化特性,模型中相变材料为正十六烷,壳层材料为尿素-甲醛树脂,载流体为去离子水. 分析了Re数、相变微胶囊颗粒体积浓度、热流密度对融化特性的影响. 结果表明,当潜热型功能热流体流过被加热圆管时,存在非融化、融化和完全融化区域;随Re数增加,管道近壁处和中心处的融化起始和终止点均向出口处移动,融化区域逐渐变长;随颗粒浓度增加,管道中心处的融化起始和终止点均逐渐向出口处移动,而近壁处的融化区域起始和终止点则基本保持不变,融化区域同样得到延伸;壁面热流密度越大,近壁处和中心处融化区域起始和终止点越靠近入口位置,对应的融化区域则越短.     

细小尺度下潜热型功能热流体压降与传热特性

实验研究了相变微胶囊颗粒(囊芯材料为正十六烷,壳材为尿素-甲醛树脂)和去离子水混合制成的潜热型功能热流体流过等热流细小圆管的流动与传热特性,同时以去离子水作为传热工质在相同条件下进行了对比实验。得到了压降随质量流量的变化规律,实验段出、入口温度以及量纲1出口温度随Reynolds数变化规律,量纲1壁面温度沿轴向的分布规律,平均Nusselt数随Reynolds数的变化关系。结果表明,相变微胶囊颗粒的加入会导致流动压降增大,但随着流量增加,流动压降逐渐与单相液体的接近;出口温度及壁面温度要比相同条件下单相液体的低;含有较小相变微胶囊颗粒浓度的潜热型功能热流体的平均Nusselt数是相同条件下单相液体的2.0～4.0倍。     

开孔泡沫铝内石蜡融化相变过程的可视化实验研究

采用光学显微与红外热成像技术对开孔泡沫铝内石蜡的融化相变过程进行了可视化实验,更加直观地考察泡沫铝强化石蜡传热性能,并重点分析泡沫金属微观孔隙结构下石蜡融化界面演化、融化液相流体流动及温度分布特征。研究结果表明:相变材料中填充泡沫金属可有效降低导热热阻、强化相变传热;与纯石蜡系统相比,石蜡/泡沫铝复合材料系统温度分布更加均匀,具有更好的热响应性能。与纯石蜡系统存在明显的融化前沿界面相比,石蜡/泡沫铝复合系统中融化区与非融化区交错分布,融化界面相对模糊。此外,实验还观测到泡沫铝内石蜡融化液相中存在大量片絮状悬浮物现象。     

开孔泡沫铝内石蜡融化相变过程的可视化实验研究

采用光学显微与红外热成像技术对开孔泡沫铝内石蜡的融化相变过程进行了可视化实验,更加直观地考察泡沫铝强化石蜡传热性能,并重点分析泡沫金属微观孔隙结构下石蜡融化界面演化、融化液相流体流动及温度分布特征。研究结果表明：相变材料中填充泡沫金属可有效降低导热热阻、强化相变传热;与纯石蜡系统相比,石蜡/泡沫铝复合材料系统温度分布更加均匀,具有更好的热响应性能。与纯石蜡系统存在明显的融化前沿界面相比,石蜡/泡沫铝复合系统中融化区与非融化区交错分布,融化界面相对模糊。此外,实验还观测到泡沫铝内石蜡融化液相中存在大量片絮状悬浮物现象。     

无机相变储能材料的研究进展及应用

阐述了无机相变储能材料当前的研究进展情况,介绍了无机相变材料的储能机理,制备方法。讨论了无机相变储能材料多种领域的应用以及它未来的发展方向。     

碳纳米管/石蜡复合相变材料热性能的实验研究

以石蜡为相变材料基液,分别添加不同体积分数的碳纳米管,通过两步法制备碳纳米管/石蜡复合相变材料,并对复合相变材料的热物性参数和相变性能进行了测试和表征。搭建试验台对复合相变材料进行蓄放热实验。结果表明,复合相变材料的相变温度与纯石蜡基本一致,相变潜热随纳米颗粒的添加量增大而减小;复合相变材料的凝固强化效果随碳纳米管添加量的增大而增强,添加量为体积分数2%时,凝固速率可以提升16.3%;对于熔化过程,导热和对流换热共同作用着复合相变材料的熔化速率能否被强化。     

碳纳米管/石蜡复合相变材料热性能的实验研究

以石蜡为相变材料基液,分别添加不同体积分数的碳纳米管,通过两步法制备碳纳米管/石蜡复合相变材料,并对复合相变材料的热物性参数和相变性能进行了测试和表征。搭建试验台对复合相变材料进行蓄放热实验。结果表明,复合相变材料的相变温度与纯石蜡基本一致,相变潜热随纳米颗粒的添加量增大而减小;复合相变材料的凝固强化效果随碳纳米管添加量的增大而增强,添加量为体积分数2%时,凝固速率可以提升16.3%;对于熔化过程,导热和对流换热共同作用着复合相变材料的熔化速率能否被强化。     

An Experimental Study on Thermal Characteristics of Laurie Acid as a Latent Heat Storage Material during Melting Process

The objective of this study was to establish the thermal characteristics of the lauric acid (95% purity) as a latent heat storage material filled in the annulus of vertical concentric double pipe during its melting process. The temperature data were used to determine the thermal characteristics, including the temporal temperature variations and the effects of the mass flow rate and the inlet temperature of the heat transfer fluid on the heat transfer coefficient and the heat charging fraction during the melting process. The results indicated that the time to reach to heat charging fraction of 1.0 could be altered by changing the mass flow rate and the inlet temperature of the heat transfer fluid.     

石蜡熔化蓄热的实验研究

石蜡是一种常见的相变材料,文章对石蜡的熔化蓄热进行了单管实验研究,并进行了差示扫描量热(DSC)测试,以所得的石蜡的相变温度为基础,研究石蜡在不同温度下的熔化情况,利用Agilent 34970A系统采集实验数据并处理,对其温度场的分布进行了分析比较。实验结果表明,石蜡的熔化是遵循一定规律的,开始阶段通过热传导熔化,等到出现一定液相时出现自然对流,并且加热温度越高,溶解越快,自然对流出现越早。石蜡导热系数比较低,因此应用范围受到了限制,文章为进一步改进石蜡的导热性能、使其得到更为广泛的应用提供了实验基础。     

高分子及其复合潜热储能材料研究进展

叙述了储能材料的分类；概括和评述了近年来高分子及其复合潜热储能材料在降低成本、提高储热性能和效率及增加稳定性等方面的研究进展；简单介绍了其应用领域；提出今后的研究将朝着开发新材料、筛选优产品、开创新领域的方向发展。     

月桂酸的合成研究

实验以月桂醇为原料合成月桂酸,并探索超声条件下促进反应的进行,重点讨论催化剂、氧化剂种类及用量等条件对产率的影响,总结最佳反应条件。最佳条件是在催化剂TBAB(0.001mol)条件下以高锰酸钾为氧化剂(其用量为月桂醇的1.5倍)并在超声中(功率800W)反应,反应时间在1.5h左右,制得月桂酸的产率最高可达92.0%。     

Study of the Crystallization and Melting Behavior of a Latent Heat Storage by Computed Tomography

Thermal energy storage based on phase changes is a promising technology. However, heat transfer can often be problematic. A latent heat storage based on the single tube design is analyzed in a computer tomograph. The different densities of the solid and liquid phase change material (PCM) MgCl₂·6H₂O enable a clear identification of the phases in the computer tomographic images. No supercooling or phase segregation of water from the PCM was observed during melting or crystallization. The volume change, though often neglected, seems to be the biggest issue of the design of latent heat storage systems.     

一个封闭的潜热热能存储系统的第一与第二定律分析

First and Second Law analyses were conducted to evaluate the performance of a closed latent heat thermal energy storage (LHTES) system employing calcium chloride hexahydrate (CaCl2-6H2O).The First and the Second Laws of thermodynamics were applied to the system from viewpoint of energy and exergy analyses,respectively. The energy storage tank in the system is neither fully mixed nor fully stratified. It may be considered as semithermal stratified. Experiments that include both charging and discharging periods were performed on sunny winter days in 1996. The energy and exergy variations and the overall energy and exergy efficiencies of the closed LHTES system were calculated for the complete charging and discharging cycle of the selected fifteen clear-sky winter days. Mean energy and exergy efficiencies were found to be 55.20% and 34.83%, respectively.     

SiO2陶瓷基体复合相变储能材料制备工艺的探讨

SiO2陶瓷基体的复合相变储能材料主要是由SiO2陶瓷基体和Na2SO4相变材料组成。通过实验探讨基体材料的粒度、成型压力、烧成温度对结果的影响。采用示差扫描量热仪(DSC)测定所制备的样品的融解热,采用热重分析仪(TG)表征样品的热稳定性。     

癸酸-棕榈酸/SiO2复合相变材料的热性能

以SiO2为载体、癸酸-棕榈酸为相变材料,采用溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO2复合相变材料,考察了其储热性能、导热性能、微观形貌和组成结构. 结果表明,当癸酸-棕榈酸掺入量为0.08 mol时,所制材料具有最好的潜热性能,相变温度为20.02~22.08℃,相变焓为44.53~50.51 J/g,适合在建筑领域应用;当癸酸-棕榈酸掺入量为0.06 mol时,材料导热性能最好,导热系数在第一降温阶段为0.211 W/(m×K),相变平台阶段为0.017 W/(m×K),第二降温阶段为0.040 W/(m×K);材料中SiO2与癸酸-棕榈酸仅是物理嵌合,未发生明显的化学作用,癸酸-棕榈酸掺杂过量时明显包裹SiO2,导致复合相变材料潜热性能和导热性能下降.