氧化石墨烯/石蜡复合相变乳液的制备及对流传热特性

为提高石蜡相变乳液的传热性能，通过添加氧化石墨烯(GO)，制备了GO/石蜡复合相变乳液并对其相关性能进行了表征。搭建了流动阻力、对流换热试验台，对比研究了石蜡相变乳液及GO/石蜡复合相变乳液的流动阻力特性和对流换热特性，试验结果表明，由于GO的亲水性，复合相变乳液都表现出较好的稳定性。当GO的质量分数为0.01％、0.02％、0.03％时，复合相变乳液的热导率分别增加了20.01％、30.50％、35.18％。添加GO使乳液的流动阻力略有增加，直管段最大增加了6.70%，90°弯管处最大增加了13.20%；对流传热系数随着GO浓度的增加而增大，当GO浓度为0.03％时，对流传热系数最大提高了43.90％。     

相变流体在高密度潜热输送中的研究进展

相变流体由于在相变前后都能保持流动状态,可以像普通流体一样通过泵和管道系统输送.由于存在固-液相变,相变流体储能密度及输送密度远高于相同温差下的水,因此可以使循环流量大幅降低,从而降低循环能耗,实现节能.综述了相变乳状液、相变微胶囊、水合物浆在蓄能及潜热输送方面的研究进展,并对其发展前景进行了展望.     

氧化石墨烯/石蜡复合相变乳液的制备及对流传热特性

为提高石蜡相变乳液的传热性能,通过添加氧化石墨烯(GO),制备了GO/石蜡复合相变乳液并对其相关性能进行了表征。搭建了流动阻力、对流换热试验台,对比研究了石蜡相变乳液及GO/石蜡复合相变乳液的流动阻力特性和对流换热特性,试验结果表明,由于GO的亲水性,复合相变乳液都表现出较好的稳定性。当GO的质量分数为0.01%、0.02%、0.03%时,复合相变乳液的热导率分别增加了20.01%、30.50%、35.18%。添加GO使乳液的流动阻力略有增加,直管段最大增加了6.70%,90°弯管处最大增加了13.20%;对流传热系数随着GO浓度的增加而增大,当GO浓度为0.03%时,对流传热系数最大提高了43.90%。     

自蓄热式高温空气燃烧技术的开发

分析了切换式蓄热燃烧系统的优点与不足．开发了可连续燃烧的自蓄热高温空气燃烧器。燃烧器采用陶瓷－金属蜂窝蓄热体以及蓄热燃烧专用高温切换阀技术．可以实现高温烟气余热的“极限稳定回收”以及高温贫氧空气的“连续燃烧”。     

一种适合潜热输送的高温相变石蜡乳状液的热性能

针对太阳能利用、余热利用、集中供暖等应用背景,采用差示扫描量热法(DSC)遴选了一种相变温度合适(相变峰值87℃)、相变潜热值较大(203.9J/g)的工业石蜡,并以此为相变材料,采用非离子型乳化剂及助乳剂复配的方法研制了3种浓度的石蜡乳状液高温潜热输送材料。测定了石蜡乳状液高温潜热输送材料的相变点、相变潜热等热物性,并研究了其蓄热特性。结果表明,该材料是一种在80～90℃之间存在相变的储、传热工质,在相变区间内的储、载热密度远大于水,是一种良好的潜热输送材料。     

石墨烯复合相变微胶囊悬浮液的对流换热特性

相变微胶囊悬浮液是将相变微胶囊分散到基液中形成的功能热流体,能实现储热及热输运一体化,大大提高了基液的储、载热密度,但由于相变微胶囊的热导率较低,影响了悬浮液的传热性能。为了提高相变微胶囊的导热性能,本文制备了掺杂石墨烯的复合相变微胶囊,并将其分散在水中形成相变微胶囊悬浮液。搭建了实验台,对比研究了水、相变微胶囊悬浮液、石墨烯复合相变微胶囊悬浮液的管内对流换热特性。结果表明,相变微胶囊悬浮液对流换热系数随着浓度的增加而降低,随着温度的升高而增加,并且当流速大于1.5m/s时,质量分数15%的石墨烯复合相变微胶囊悬浮液的对流换热系数大于水,表现出良好的传热特性。研究结果可为相变微胶囊悬浮液热输运系统的设计提供参考与依据。     

石蜡乳状液高温潜热输送材料的传热特性

石蜡乳状液高温潜热输送材料是一种在80～90℃之间存在相变的流体。由于相变潜热的存在,石蜡乳状液在相变区间内的储热、载热密度远大于水,且集储热与潜热输送于一体,适用于余热利用、太阳能利用和集中供热等领域,具有广阔的应用前景。研究了定热流条件下石蜡乳状液在管内的强制对流换热特性。结果表明,与纯水相比,虽然石蜡乳状液的有效比热大,但其对流传热系数低,且浓度越高,对流传热系数越低。实验发现入口温度对石蜡乳状液对流传热系数的影响不大,但随着入口温度升高,对流传热系数有增大的趋势。最后获得了石蜡乳状液对流换热量纲1关系式。     

基于碳纳米材料协同强化型复合相变材料的动力电池组传热特性

研制了一种基于石墨烯与碳纳米管掺杂的复合相变材料（CPCM）,对比分析了高放电倍率下（3C）不同环境温度时基于纯相变材料（PCM）与复合相变材料的锂离子动力电池组的热性能。实验结果表明,当环境温度分别为30℃、35℃和40℃时,由于石墨烯与碳纳米管的协同强化传热,与基于石蜡的电池组相比,电池组的最高温度分别下降了0.6℃、0.8℃和3.8℃。同时也发现,电池组中间位置电池温度高于周边电池,复合相变材料可以降低电池组的温差,尤其在环境温度较高时效果更为明显,如在环境温度为40℃时,填充材料为纯相变材料与复合相变材料时电池组的最大温差为6℃和3.5℃,与采用纯石蜡作冷却介质相比,填充复合相变材料可以使电池组最大温差下降41.7%。     

连续式蓄热燃烧器的优化设计

分析了国内外关于连续式蓄热燃烧技术及自蓄热燃烧器的研究现状与应用情况,针对自蓄热式燃烧器普遍存在的燃气"短路"现象,提出三种自蓄热式高温空气燃烧器结构方案,并通过Fluent软件对几种形式的燃烧器在辐射管上进行了冷态模拟。结果表明:在自蓄热燃烧器上对空气和烟气通道做变径,在变径处的侧面上开孔,这种结构形式可以有效的削弱气体"短路"现象,火焰的体积几乎扩散到整个辐射管,火焰的局部高温减少,温度场的分布更加均匀。辐射管沿纵向温度分布均匀,温差较小,NOx的排放浓度可达到50×10-6以下。     

蓄热燃烧蓄热体的应用现状与发展趋势

介绍了蓄热燃烧技术和蓄热体的发展与使用现状.陶瓷-金属蜂窝蓄热体在保留蜂窝陶瓷蓄热体优点的同时,克服了使用寿命短的缺点,为高温空气燃烧技术在不同的应用场合提供了更多的选择,是工作温度在1300℃以下的高温空气燃烧系统理想的蓄热体.