脂肪酸/碳纳米管在蓄能空调中的热物性研究

发布时间：2021-02-09 03:12

　　本文主要是介绍如何配制一种新型的蓄能材料用于温湿度独立控制系统,内容包括脂肪酸复合相变材料的制备、相变特性、导热特性等热物性的研究以及在蓄能空调系统中使用情况等。通过理论、实验相结合的研究实践,并通过数值模拟进行蓄能过程的观测,在纯物质相变材料脂肪酸的基础上对其性能进行改进。选用三元脂肪酸作为蓄冷材料,月桂酸作为蓄热材料,配置不同质量分数的脂肪酸碳纳米管复合材料,采用不同的处理方法对复合体系中的碳纳米管进行分散,经实验后发现,适当的分散剂数量以及超声处理可以较好的改善碳纳米管在材料中的分散特性,但当碳纳米管所占的质量比超过1%时,会出现明显的分层沉降现象。用DSC测量纯脂肪酸材料和质量分数为0.2%、0.5%、0.8%的复合材料的相变特性,用Hot Disk测量其导热系数,并对材料进行100次熔化凝固循环测试。结果表明,复合蓄冷材料的相变温度基本不变,熔点范围是14¹7℃,相变焓值变化很小,导热系数随着碳纳米管所占质量份额的增大而显著提高,在质量分数为0.8%时,固液相导热系数分别为0.293/kmW?和0.581/kmW?,提高了33%、35%,热循环性能良好,... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源和研究背景及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景及意义
    1.2 相变储能材料的研究进展
        1.2.1 常规相变材料
        1.2.2 复合相变材料
    1.3 碳纳米管的研究进展
        1.3.1 碳纳米管的应用研究
        1.3.2 碳纳米管分散性研究
    1.4 温湿度独立控制空调系统
    1.5 本课题主要研究内容
第二章 蓄冷相变材料的制备及其热物性分析
    2.1 脂肪酸碳纳米管蓄冷复合材料的制备
        2.1.1 脂肪酸共晶系低共熔性及其配比
        2.1.2 脂肪酸三元混合材料的制备
        2.1.3 脂肪酸碳纳米管蓄冷材料的制备
        2.1.4 超声对碳纳米管分散情况的影响
        2.1.5 分散剂对碳纳米管分散性的影响
        2.1.6 碳纳米管质量分数对分散性的影响
    2.2 脂肪酸碳纳米管蓄冷材料的热物性
        2.2.1 脂肪酸碳纳米管蓄冷材料的相变性能
        2.2.2 脂肪酸碳纳米管复合材料的导热性能
    2.3 本章小结
第三章 蓄热相变材料的制备及其热物性分析
    3.1 月桂酸碳纳米管复合蓄热材料的制备
    3.2 月桂酸碳纳米管复合蓄热材料的热物性
        3.2.1 月桂酸碳纳米管复合材料的相变特性
        3.2.2 月桂酸碳纳米管材料的导热特性
        3.2.3 月桂酸碳纳米管复合材料的稳定性
    3.3 本章小结
第四章 计算流体数值模拟软件和蓄能箱的设计
    4.1 数值模拟软件
        4.1.1 Fluent软件的简单介绍
        4.1.2 Fluent求解的基本步骤
        4.1.3 Solidification/Melting模型
    4.2 蓄能箱的设计
        4.2.1 蓄能箱的尺寸设计
        4.2.2 蓄能箱内制冷剂盘管的设计
        4.2.3 蓄能箱换热水管的设计
    4.3 本章小结
第五章 蓄能箱的数值模拟
    5.1 相变蓄能箱的物理模型
    5.2 相变蓄能箱的数学模型
        5.2.1 连续性方程（质量守恒）
        5.2.2 能量守恒方程
        5.2.3 动量守恒方程
        5.2.4 边界条件
    5.3 网格的设置和差分方法的选择
        5.3.1 离散网格的选择和设置
        5.3.2 离散差分方式的选择
    5.4 蓄能箱模型模拟计算的设置
    5.5 相变蓄能箱模型模拟结果及其分析
        5.5.1 三元脂肪酸相变材料蓄能结果的分析
        5.5.2 脂肪酸碳纳米管复合材料蓄能结果分析
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3024950