聚苯乙烯-石蜡相变储能微胶囊制备的放大工艺研究
发布时间：2021-08-27 00:45
相变材料（Phase change material,PCM）在外界温度升高和降低时会发生相变过程,该过程伴随着能量的变化。PCM由于具有可保持恒温和存储能量的特点,被应用在很多方面,但是在使用过程中存在体积损失,与周围环境直接接触发生反应等问题,应用受到局限。相变储能微胶囊（Microencapsulation of phase change material,MEPCM）是一种核壳结构的固体颗粒,壳层通常为高分子或无机化合物,核芯为PCM,采用物理或化学方法形成微胶囊。颗粒的壳层将PCM包裹与周围介质隔开,避免发生反应,同时有效控制了相变过程温度和体积的损失,从而大大提高了其使用效率,具有广阔的市场和应用前景。目前,纺织、建筑等领域应用MEPCM,使能源得到高效利用。在工业领域中,气体吸附剂与PCM结合使用,使气体吸附与解吸过程的能量被存储并能得到释放,从而能源被合理充分利用。但是,直接使用PCM会对设备系统造成影响,因此,制备出符合使用的MEPCM,并且探究一种具有放大可行性的方法对于节约能源具有重要意义。以苯乙烯（St）为单体聚合而成的聚苯乙烯壳体具有包封严实,轻便易运输,耐高...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PCM分类图
第1章引言3太阳能热系统分为三种。如图1-2a所示，它是第一类收集器，PCM用于存储太阳能。大多数收集器都用PCM集成罐代替了常规罐，从而降低了成本并节省了空间。提出一个新的系统（如图1-2b所示），其配置称为太阳能生活热水（SDHW），其在传热流体（HTF）主太阳能回路中包括一个PCM节点[17-18]，该节点位于收集器和储罐之间。与传统的水基太阳能热系统相比，该配置使太阳能分数增加，夏季为8％，冬季为4％。五水硫代硫酸钠被Canbazoglu等人[19]用作储罐中的PCM，如图1-2c所示，实验结果表明，这种太阳能热系统的充电速度比传统太阳能系统快2.59–3.45倍。Sharma等人[20]使用盒式太阳能集热器，设计，研发并评估了夜间和早晨热水需求的潜热存储单元。使用了石蜡（54℃）作为潜热存储材料，并发现系统中潜热存储单元的性能非常好，可以在所需的温度范围内获得热水。图1-2太阳能热系统：（a）集成到储罐中的PCM（b）收集器和储罐之间的PCM节点（c）集成到太阳能收集器中的PCM[17]（2）纺织品类在暴露于高温或强辐射下时，消防防护服传热的实验和研究具有重要意义。当从固态变为液态时，PCM会吸收能量，从而降低了热传递。Hu等人[21]研究了嵌入PCM的消防防护服热防护的数值模拟。通过比较简化的一维模型，衣物中PCM的不同厚度和位置条件，以及PCM的熔化状态和人类不可逆烧伤，关注温度变化。结果表明，将PCM置于水和防潮层与内层之间是更好的选择，含有PCM的防护服的防护效果更好。（3）建筑领域建筑行业以及工业行业已成为全球能源消费的主要领域，占能源消费总量的28％[22]。为了应对这种挑战性的形势，需要更有效地利用能源。因此，提高建筑物的能效是提高社会总能效的有效手段，并且对经济具有显著的益处。PCM具有良好的品质，例如使室
第1章引言4度，同时节省了能源。图1-3显示了PCM在建筑物中的一些应用[23-27]，含有PCM的墙板具有较高的潜热，稳定的化学性能，与建筑材料结合并具有相容性。Biswas等人[28]进行了纳米PCM墙板的数值研究，他们使用COMSOL来测试模拟。通过处理大量数据，该模型获得了验证。Lin等人[29]将PCM与地板结合使用，达到调节温度，节约能源的效果。图1-3PCM在建筑上应用分类此外，PCM对于解决工业废热问题也有帮助，Jan等人[30]将四亚乙基五胺（TEPA）吸附剂与PCM（石蜡）结合去除工业生产中产生的CO2，大大提高了工艺效率。在许多其他方面PCM也有所应用[31-33]，达到了节约能源的效果。纵使PCM在多种领域有所应用，但是以传统方式使用PCM依然存在问题，例如PCM的固液相转化会使材料泄漏[34-36]；当温度过高时，液体材料气化导致体积损失[37]；PCM与周围环境相互作用对系统性能产生影响，必须使用特殊的潜热设备或热交换表面，这随后会增加PCM与环境之间的相关成本和热阻[38]。因此，提出封装技术，先前已经开发了许多封装方法，例如微封装和纳米封装技术，形状稳定的复合技术和插层技术。图1-4显示了可以使用各种方法封装PCM的支撑材料类型[39]，表明对于PCM的封装可以采用微胶囊封装方法。
本文编号：3365300
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PCM分类图
第1章引言3太阳能热系统分为三种。如图1-2a所示，它是第一类收集器，PCM用于存储太阳能。大多数收集器都用PCM集成罐代替了常规罐，从而降低了成本并节省了空间。提出一个新的系统（如图1-2b所示），其配置称为太阳能生活热水（SDHW），其在传热流体（HTF）主太阳能回路中包括一个PCM节点[17-18]，该节点位于收集器和储罐之间。与传统的水基太阳能热系统相比，该配置使太阳能分数增加，夏季为8％，冬季为4％。五水硫代硫酸钠被Canbazoglu等人[19]用作储罐中的PCM，如图1-2c所示，实验结果表明，这种太阳能热系统的充电速度比传统太阳能系统快2.59–3.45倍。Sharma等人[20]使用盒式太阳能集热器，设计，研发并评估了夜间和早晨热水需求的潜热存储单元。使用了石蜡（54℃）作为潜热存储材料，并发现系统中潜热存储单元的性能非常好，可以在所需的温度范围内获得热水。图1-2太阳能热系统：（a）集成到储罐中的PCM（b）收集器和储罐之间的PCM节点（c）集成到太阳能收集器中的PCM[17]（2）纺织品类在暴露于高温或强辐射下时，消防防护服传热的实验和研究具有重要意义。当从固态变为液态时，PCM会吸收能量，从而降低了热传递。Hu等人[21]研究了嵌入PCM的消防防护服热防护的数值模拟。通过比较简化的一维模型，衣物中PCM的不同厚度和位置条件，以及PCM的熔化状态和人类不可逆烧伤，关注温度变化。结果表明，将PCM置于水和防潮层与内层之间是更好的选择，含有PCM的防护服的防护效果更好。（3）建筑领域建筑行业以及工业行业已成为全球能源消费的主要领域，占能源消费总量的28％[22]。为了应对这种挑战性的形势，需要更有效地利用能源。因此，提高建筑物的能效是提高社会总能效的有效手段，并且对经济具有显著的益处。PCM具有良好的品质，例如使室
第1章引言4度，同时节省了能源。图1-3显示了PCM在建筑物中的一些应用[23-27]，含有PCM的墙板具有较高的潜热，稳定的化学性能，与建筑材料结合并具有相容性。Biswas等人[28]进行了纳米PCM墙板的数值研究，他们使用COMSOL来测试模拟。通过处理大量数据，该模型获得了验证。Lin等人[29]将PCM与地板结合使用，达到调节温度，节约能源的效果。图1-3PCM在建筑上应用分类此外，PCM对于解决工业废热问题也有帮助，Jan等人[30]将四亚乙基五胺（TEPA）吸附剂与PCM（石蜡）结合去除工业生产中产生的CO2，大大提高了工艺效率。在许多其他方面PCM也有所应用[31-33]，达到了节约能源的效果。纵使PCM在多种领域有所应用，但是以传统方式使用PCM依然存在问题，例如PCM的固液相转化会使材料泄漏[34-36]；当温度过高时，液体材料气化导致体积损失[37]；PCM与周围环境相互作用对系统性能产生影响，必须使用特殊的潜热设备或热交换表面，这随后会增加PCM与环境之间的相关成本和热阻[38]。因此，提出封装技术，先前已经开发了许多封装方法，例如微封装和纳米封装技术，形状稳定的复合技术和插层技术。图1-4显示了可以使用各种方法封装PCM的支撑材料类型[39]，表明对于PCM的封装可以采用微胶囊封装方法。
本文编号：3365300
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3365300.html
