碳纳米管/赤藻糖醇复合蓄热材料强化传热实验与模拟研究

发布时间：2021-06-28 11:50

　　工业领域所消耗的能源在我国能源消耗总量中占据首位,其中大部分以废热的形式排放。目前我国的工业余热回收利用手段主要针对中高温工业余热,对于200℃以下的低温工业余热则欠缺相应成熟技术。该温度范围的余热适合居民生活用暖,而我国城市周边一些集中供热管网覆盖不到的用户,往往采用能效较低的燃煤锅炉或电加热设备满足用热需求,因此回收低品位工业余热用于供暖就成为了提高能源利用率的有效手段。移动蓄热系统利用装有相变材料的蓄热器从工厂回收余热,由交通工具运输至用户端释放热量,是解决上述问题的有效手段。蓄热技术是移动蓄热技术的核心,在之前的工作中,综合考虑所利用的余热温度范围（200℃以下）以及材料的各项热物理性质,我们选择了赤藻糖醇作为相变材料。赤藻糖醇（熔点119℃）具有相变潜热值高,无毒无腐蚀性的优点,是一种合适的中低温相变材料,然而由于其导热系数较低,换热性能较差,严重影响了实际使用性能。基于此,本文制备了碳纳米管/赤藻糖醇复合相变材料,利用碳纳米管（导热系数3000 W·m-1·K-1）改善赤藻糖醇的导热性能,并通过扫描电镜观察碳纳米管在赤藻糖醇中的分散性,DSC分析仪测量其熔点及相变潜热,热重... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

transheat公司研制的直接接触式蓄热箱体[9]

要用于间接式蓄热器结构，换热流体与为主，添加肋片可以增大换热面积，择石蜡作为相变材料，设计了一种带导热流体进口温度和流速对充放热速率向的温度梯度，结果表明导热流体进口率。虑纯导热和自然对流换热的因素，对三重同心光管的熔化凝固过程进行了对相变材料充放热速率的影响，充放热模拟结果与实验结果符合良好，从而验搭建了水平同心套管蓄热器，研究了湍素对材料充放热性能的影响，并用高分，实验装置如图 1-3 所示，结果表明：为：进口温度、环状肋片、湍流扰动

从而优化了蓄热器的传热性能。热流体与相变材料直接接触接触式结构导热流体与相变材料直接接触，省去了换热管路。与间，直接接触式结构具有以下优点：换热强度更高：直接接触式蓄热器材料与导热流体直接接触，省去分热阻，导热流体与蓄热材料接触面积不再受换热壁面尺寸的限制热为主要换热方式，较大的提升了换热速率。结构简单，制造方便，储能密度高：直接接触式蓄热器箱体内部只体的进口管道和出口管道，而间接接触式结构则需安装大量的换热-4 为一种典型的水平圆柱状直接接触式蓄热器结构[27]，蓄热器箱体管，上部安装出油管，蓄热材料装载在箱体下部，上部为导热油，：导热流体从下方进油口进入蓄热箱体，与蓄热材料换热后由上方流动方式如图中箭头所示）。

【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米金属-赤藻糖醇蓄热体系的研究[J]. 章学来,李春蕾,陈旭东,韩中.  工程热物理学报. 2014(12)
[2]移动蓄热系统蓄热器的加肋强化换热试验研究[J]. 李汛,杨波,赵军,郭少朋.  机械工程学报. 2013(08)
[3]移动蓄热技术的研究进展[J]. 杨波,李汛,赵军.  化工进展. 2013(03)
[4]组合式相变材料最佳相变温度的热力学分析[J]. 胡芃,卢大杰,赵盼盼,陈则韶.  化工学报. 2013(07)
[5]工业过程余热回收利用技术研究进展[J]. 冯惠生,徐菲菲,刘叶凤,单纯.  化学工业与工程. 2012(01)
[6]翅片管簇式相变蓄热器的实验研究[J]. 李伟,李新国.  煤气与热力. 2011(09)
[7]我国工业余热回收利用技术综述[J]. 连红奎,李艳,束光阳子,顾春伟.  节能技术. 2011(02)
[8]针翅管式相变蓄能设备蓄热放热性能的数值模拟[J]. 陈忠华,马贵阳,杜明俊,李霞,佟忠正.  流体机械. 2010(12)
[9]高导热炭基功能材料研究进展[J]. 吕瑞涛,黄正宏,康飞宇.  材料导报. 2005(11)
[10]蓄热材料的研究进展[J]. 吴会军,朱冬生,李军,王春华,程军.  材料导报. 2005(08)



本文编号：3254265