细小圆管内相变微胶囊悬浮液的换热特性

发布时间：2021-08-02 06:58

　　相变微胶囊悬浮液是集储热与强化传热功能于一体的新型工质。分别选取浓度为0.5%,0.75%,1.0%,2.0%和3.0%的相变微胶囊悬浮液,在长为650 mm、内径为2.5 mm、外径为3 mm的不锈钢圆管中进行了换热实验。结果表明:在放热过程中,壁面无量纲温度随浓度的增加而逐渐增加,局部努塞尔数随浓度的增加而逐渐减小;随着沿程的不断增大,壁面无量纲温度出现先增大后减小的趋势,局部努塞尔数呈逐渐降低的趋势。 

【文章来源】：上海电力大学学报. 2020,36(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

实验装置示意

相变微胶囊材料在相变的过程中能吸收或者释放出大量的潜热。本实验建立在放热的基础上，由磁力搅拌器加热微胶囊悬浮液到30℃，芯材发生融化吸热变为熔融态，其微观颗粒的熔融状态如图2所示。实验所采用的相变微胶囊颗粒，其芯材为石蜡，壁材为密胺树脂，相变微胶囊材料的平均相变温度为28℃，微胶囊颗粒的相变焓值大约为120 J/g。室温下，其外观为白色粉末状颗粒物，约含有68%石蜡和32%的密胺树脂，其平均颗粒直径为8μm。将相变微胶囊与蒸馏水配成不同质量分数的相变微胶囊悬浮液，经过研究发现，相变微胶囊在蒸馏水中有很好的分散性。

雷诺数为200和300，浓度为0.50%,0.75%,1.00%,2.00%,3.00%的相变微胶囊悬浮液其管道无量纲壁面温度θw,x随流动方向的变化曲线，如图3所示。由图3可以看出，在雷诺数不同的情况下，无量纲壁面温度随着沿程的逐渐增加呈先增大后减小的趋势。在雷诺数不变的条件下，在浓度为0.50%～3.00%的相变微胶囊悬浮液中，悬浮液浓度越大，管道无量纲壁面温度增加或减小的幅度越大，其中2.00%的相变微胶囊悬浮液的无量纲壁面温度最高，而3.00%的相变微胶囊悬浮液的无量纲壁面温度最低。究其原因在于:当浓度继续增加到3.00%时，悬浮液中相变微胶囊颗粒浓度增大，流经管道的时间较短，使得悬浮液中部分相变微胶囊颗粒尚未完全放热而流出通道;雷诺数增大后，相变微胶囊悬浮液在管道内的流速加大，流经管道的时间缩短，使得悬浮液中大量的热量被带出通道。

【参考文献】：
期刊论文
[1]圆管内相变微胶囊悬浮液换热特性实验研究[J]. 田丽亭,李帅,崔志强,孔祥飞.  热能动力工程. 2018(10)
[2]等热流圆管内相变微胶囊悬浮液层流换热实验研究[J]. 仇中柱,罗鹏,秦承芳,章琪,周宇飞,吕珊.  热科学与技术. 2017(02)
[3]微小管道内相变微胶囊悬浮液换热特性[J]. 钟小龙,刘东,胥海伦.  化工学报. 2016(S1)
[4]影响微胶囊相变悬浮液稳定性因素的理论分析[J]. 吕珊,仇中柱,秦承芳,罗鹏.  上海电力学院学报. 2016(03)
[5]相变微胶囊悬浮液在低温热水地板辐射供暖系统中的应用研究[J]. 钟小龙,刘东,胥海伦.  绿色建筑. 2016(02)
[6]可再生能源在建筑节能中的应用[J]. 孙建梅,刘云昭.  绿色科技. 2014(01)
[7]圆管中相变微胶囊悬浮液层流状态下的融化特性[J]. 鲁进利,韩亚芳,钱付平,郝英立.  过程工程学报. 2013(01)



本文编号：3317114