复合相变材料储能特性实验研究

发布时间：2017-04-27 02:08

  本文关键词：复合相变材料储能特性实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济与社会的发展,能源对人类社会的发展起着愈来愈重要的作用,能源短缺、能源利用率低以及环境污染等问题也日渐突出。相变储能是一种利用相变材料在相变过程中吸收或释放大量的热量来进行能量储存的储能方式,具有储能密度大、相变过程近似恒温、并且可以多次重复使用等优点,在太阳能利用、电力“移峰填谷”、工业余热的回收利用、建筑和空调的节能等领域具有重要的应用价值和广阔的前景。脂肪酸是一种常见的有机相变材料,具有相变潜热大、相变几乎无过冷和相分离现象、与容器相容性好、热稳定性好等优点受到重视。单一的脂肪酸的相变温度往往难以满足实际工程的需要,本文通过将二元或多元的脂肪酸按一定比例混合,通过步冷曲线研究其相变特性,筛选出适宜在建筑领域使用的复合相变材料。采用红外光谱法、差示扫描量热法对筛选出的两种低共晶相变材料进行了表征,并通过冷热循环实验验证了其热稳定性。有机相变材料的一大致命缺点就是导热性能较差,为了提高相变材料的导热性能,本文采用物理分散与化学分散相结合的方法将纳米粒子添加到有机相变材料中,通过重力沉降法研究了不同分散方式、不同纳米粒子种类、不同纳米粒子质量分数下所制得混合物的稳定性。采用T-history方法对纳米复合相变材料的相变潜热和导热系数进行测定和计算,研究不同纳米粒子种类和不同纳米粒子质量分数对相变温度、相变潜热和导热系数的影响。通过得到的数据可以发现,相变温度随纳米粒子种类和纳米粒子质量分数变化不大;相变潜热随纳米粒子种类变化影响不大,随纳米粒子质量分数的增加而减小;添加纳米Al2O3的体系的导热系数大于添加纳米Cu O的体系的导热系数,随着纳米粒子质量分数的增加,纳米复合相变材料的导热系数也随之增大,但是增加的趋势逐渐减缓。可见纳米粒子的添加有效改善了有机相变材料的导热性能。
【关键词】：储能 复合相变材料 脂肪酸 纳米粒子 强化传热
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 主要符号表9-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 相变储能概述14-18
• 1.2.1 相变的定义14-15
• 1.2.2 相变储能材料的分类15-17
• 1.2.3 相变储能材料的研究进展17-18
• 1.3 相变材料强化传热研究进展18-19
• 1.4 本文研究内容19-21
• 1.4.1 本课题解决的主要问题19
• 1.4.2 本课题的主要研究内容19-21
• 第二章 复合相变材料的制备及其相变性能研究21-33
• 2.1 共晶体系21-22
• 2.2 相变材料的选取22-23
• 2.2.1 相变材料的选取依据22-23
• 2.2.2 实验材料23
• 2.3 实验内容23-25
• 2.3.1 实验装置23-24
• 2.3.2 实验过程24-25
• 2.4 实验结果与讨论25-32
• 2.4.1 纯物质的相变特性25-27
• 2.4.2 酸—酸复合相变材料的相变特性27-29
• 2.4.3 酸—醇复合相变材料的相变特性29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 低共晶复合相变材料的相变性能研究33-42
• 3.1 相变材料的热物性33
• 3.2 实验内容33-36
• 3.2.1 实验材料及仪器33-35
• 3.2.2 实验过程35-36
• 3.3 实验结果与讨论36-41
• 3.3.1 相变温度特性36-37
• 3.3.2 红外光谱分析37-39
• 3.3.3 差示扫描量热分析39-40
• 3.3.4 热稳定性分析40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 纳米复合相变材料的制备42-53
• 4.1 纳米粒子强化传热42
• 4.2 纳米粒子分散技术42-43
• 4.2.1 物理法分散42-43
• 4.2.2 化学法分散43
• 4.3 实验内容43-47
• 4.3.1 实验材料及仪器43-45
• 4.3.2 实验过程45-47
• 4.4 实验结果及讨论47-52
• 4.4.1 分散方法对纳米粒子在去离子水中分散稳定性的影响47-49
• 4.4.2 纳米粒子质量分数对纳米粒子在去离子水中分散稳定性的影响49-50
• 4.4.3 纳米粒子在相变材料中的分散稳定性50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 纳米粒子对复合相变材料导热性能的影响53-67
• 5.1 导热系数的测量方法53-57
• 5.2 实验内容57-60
• 5.2.1 实验过程57-58
• 5.2.2 计算过程58-60
• 5.3 实验结果与讨论60-66
• 5.3.1 纳米粒子质量分数对相变温度的影响61-62
• 5.3.2 纳米粒子种类对相变温度的影响62-63
• 5.3.3 纳米粒子质量分数对相变潜热的影响63-64
• 5.3.4 纳米粒子种类对相变潜热的影响64
• 5.3.5 纳米粒子质量分数对导热系数的影响64-66
• 5.3.6 纳米粒子种类对导热系数的影响66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 研究展望68-69
• 参考文献69-74
• 图表目录74-78
• 致谢78-79
• 作者简历79

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