沥青路面控温用定形相变材料的制备与性能研究
发布时间：2020-12-13 17:25
沥青对太阳辐射的吸收率高达0.8-0.9,易导致沥青路面在夏季产生高温,造成道路服役寿命降低、行车安全性下降、城市生态环境恶化等问题。利用相变材料相变过程吸收大量热,同时温度保持恒定的特点对路面温度进行调控,是一种主动、有效的解决沥青路面高温问题的方法。本文对相变材料在沥青路面中的传热过程进行了研究,建立了含相变材料沥青路面的温度场有限元模型,提出了路面控温用相变材料的热学性能要求;以聚乙二醇为相变材料,膨胀石墨作为封装基体,通过真空吸附法制备出适用于沥青路面控温的膨胀石墨/聚乙二醇定形相变材料,并研究了其对于沥青和沥青混凝土的控温效果与路用性能影响,主要结论如下:（1）建立了含相变材料沥青路面的传热方程和温度场有限元模型,确定了适用于沥青路面温度调控的相变材料性能参数;在沥青路面上、中、下面层分别加入相变温度为43?C、34?C和30?C的相变材料,同时采用低热导率的上面层材料及高热导率的中、下面层材料,可使沥青路面的面层最高温度降低5?C,最高温度出现时间延迟1.7h。（2）采用分子量为1500和1000的聚乙二醇作为相变材料时,所制备定形相变材料的相变温度分别为42.67°C和3...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)是常用的固-液高分子相变材料,根据分子量的不同,其相变温度、相变潜热及其他物理性能发生变化。本研究选用分子量为800、1000、1500、2000和3000的聚乙二醇(PEG800、PEG1000、PEG1500、PEG2000和PEG3000)作为相变材料,其热学性能如表2-6所示。聚乙二醇的形貌与分子结构如图2-1所示。2.1.4 封装材料
固-液相变材料在使用过程中将产生液相,因此对其进行封装,以保持其在储能系统中的稳定性,避免材料泄露对系统、环境及人体的伤害。封装材料还可对相变材料的部分性能进行改善,如采用高热导率的封装材料可增大相变材料的传热面,提升相变材料与外界环境之间的传热效率。膨胀石墨(Expanded graphite,EG)是一种吸附性强、高温稳定性好、耐腐蚀、热传导速率大的吸附材料[105],其形貌与微观结构如图2-2所示。本文选用45μm、75μm、125μm、180μm和300μm五种粒度的膨胀石墨(EG45、EG75、EG125、EG180和EG300)作为吸附体对聚乙二醇进行封装,所用膨胀石墨的基本性能如表2-7所示。2.1.5 其他材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔盐/镁橄榄石基复合相变蓄热材料的制备[J]. 韩春晖,王周福,王玺堂,刘浩,马妍,陈美静. 稀有金属材料与工程. 2015(S1)
[2]Superpave配合比设计方法应用研究[J]. 李瑞红,陈向阳,高苏,梅华,张雯超,许茜. 低温建筑技术. 2015(09)
[3]硅藻土基复合相变储热材料研究现状[J]. 冷光辉,秦月,叶锋,于翔,丁玉龙. 储能科学与技术. 2013(03)
[4]催化剂用量对醋酸纤维素接枝聚乙二醇单甲醚相变材料接枝率和性能的影响[J]. 赵新红,王桂芳,李东莹,裴广玲. 化学研究. 2013(02)
[5]低冲击开发模式应用——透水路面发展综述[J]. 许道坤,吕伟娅. 新型建筑材料. 2012(03)
[6]透水沥青混合料的热物特性与热阻功能[J]. 蒋玮,沙爱民,裴建中,王振军. 功能材料. 2012(03)
[7]热反射涂层路面温度场模型建立与分析[J]. 陈肃明,黄文红,罗婷倚,丁勇杰. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]浅谈寒冷地区水泥混凝土路面的施工养护技术[J]. 刘春龙,朱瑞强. 黑龙江科技信息. 2011(30)
[9]德国排水设施标志全国统一 透水路面让水系统良性循环[J]. 宁宇. 环境与生活. 2011(09)
[10]保水性铺装材料表面蒸发冷却效果的室内实验研究[J]. 陈伟娇,楼胜芳,水谷章夫. 建筑科学. 2011(06)
博士论文
[1]复合相变储热沥青路面材料研制及降温机理[D]. 何丽红.重庆交通大学 2016
[2]无机胶凝材料微波加热过程的数学模拟研究[D]. 姜洪舟.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]微胶囊相变调温剂调温指标与效果评价研究[D]. 刘丰玮.长安大学 2014
[2]储热降温沥青路面的定形相变材料制备与性能研究[D]. 李菁若.重庆交通大学 2013
[3]四氯合金属酸季铵盐[NR4]2MCI4贮热性能的研究[D]. 任碧燕.河北师范大学 2013
[4]热阻式路面材料研究[D]. 刘佳.长安大学 2009
[5]城市道路保水降温路面材料的开发与研究[D]. 郑晓卫.重庆交通大学 2009
[6]云南省高海拔地区沥青路面温度场及温度应力数值计算分析[D]. 刘继忠.重庆交通大学 2009
[7]道路结构温度场研究[D]. 韩子东.长安大学 2001
本文编号：2914901
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)是常用的固-液高分子相变材料,根据分子量的不同,其相变温度、相变潜热及其他物理性能发生变化。本研究选用分子量为800、1000、1500、2000和3000的聚乙二醇(PEG800、PEG1000、PEG1500、PEG2000和PEG3000)作为相变材料,其热学性能如表2-6所示。聚乙二醇的形貌与分子结构如图2-1所示。2.1.4 封装材料
固-液相变材料在使用过程中将产生液相,因此对其进行封装,以保持其在储能系统中的稳定性,避免材料泄露对系统、环境及人体的伤害。封装材料还可对相变材料的部分性能进行改善,如采用高热导率的封装材料可增大相变材料的传热面,提升相变材料与外界环境之间的传热效率。膨胀石墨(Expanded graphite,EG)是一种吸附性强、高温稳定性好、耐腐蚀、热传导速率大的吸附材料[105],其形貌与微观结构如图2-2所示。本文选用45μm、75μm、125μm、180μm和300μm五种粒度的膨胀石墨(EG45、EG75、EG125、EG180和EG300)作为吸附体对聚乙二醇进行封装,所用膨胀石墨的基本性能如表2-7所示。2.1.5 其他材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔盐/镁橄榄石基复合相变蓄热材料的制备[J]. 韩春晖,王周福,王玺堂,刘浩,马妍,陈美静. 稀有金属材料与工程. 2015(S1)
[2]Superpave配合比设计方法应用研究[J]. 李瑞红,陈向阳,高苏,梅华,张雯超,许茜. 低温建筑技术. 2015(09)
[3]硅藻土基复合相变储热材料研究现状[J]. 冷光辉,秦月,叶锋,于翔,丁玉龙. 储能科学与技术. 2013(03)
[4]催化剂用量对醋酸纤维素接枝聚乙二醇单甲醚相变材料接枝率和性能的影响[J]. 赵新红,王桂芳,李东莹,裴广玲. 化学研究. 2013(02)
[5]低冲击开发模式应用——透水路面发展综述[J]. 许道坤,吕伟娅. 新型建筑材料. 2012(03)
[6]透水沥青混合料的热物特性与热阻功能[J]. 蒋玮,沙爱民,裴建中,王振军. 功能材料. 2012(03)
[7]热反射涂层路面温度场模型建立与分析[J]. 陈肃明,黄文红,罗婷倚,丁勇杰. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]浅谈寒冷地区水泥混凝土路面的施工养护技术[J]. 刘春龙,朱瑞强. 黑龙江科技信息. 2011(30)
[9]德国排水设施标志全国统一 透水路面让水系统良性循环[J]. 宁宇. 环境与生活. 2011(09)
[10]保水性铺装材料表面蒸发冷却效果的室内实验研究[J]. 陈伟娇,楼胜芳,水谷章夫. 建筑科学. 2011(06)
博士论文
[1]复合相变储热沥青路面材料研制及降温机理[D]. 何丽红.重庆交通大学 2016
[2]无机胶凝材料微波加热过程的数学模拟研究[D]. 姜洪舟.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]微胶囊相变调温剂调温指标与效果评价研究[D]. 刘丰玮.长安大学 2014
[2]储热降温沥青路面的定形相变材料制备与性能研究[D]. 李菁若.重庆交通大学 2013
[3]四氯合金属酸季铵盐[NR4]2MCI4贮热性能的研究[D]. 任碧燕.河北师范大学 2013
[4]热阻式路面材料研究[D]. 刘佳.长安大学 2009
[5]城市道路保水降温路面材料的开发与研究[D]. 郑晓卫.重庆交通大学 2009
[6]云南省高海拔地区沥青路面温度场及温度应力数值计算分析[D]. 刘继忠.重庆交通大学 2009
[7]道路结构温度场研究[D]. 韩子东.长安大学 2001
本文编号：2914901
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