混合溴化盐的配制及热物性实验研究

发布时间：2017-09-01 22:00

  本文关键词：混合溴化盐的配制及热物性实验研究

  更多相关文章： 四元溴化盐 热物性 密度 表面张力 腐蚀

【摘要】：太阳能热发电是可再生能源应用中最有前景的发电方式之一,传热蓄热技术是太阳能热发电系统的关键技术。熔盐作为新型传热蓄热工质,具有黏度低、蒸气压力低、使用温度范围宽、成本低等优点,已在多座太阳能热发电电站得到大规模试验和使用。国内外学者对熔盐的研究主要集中在硝酸盐、氟化盐、碳酸盐以及氯化盐上,熔盐在太阳能热发电系统中的应用也主要是以混合硝酸盐为主。目前人们对溴化盐的热物性及应用研究比较少,尤其是对混合溴化盐的研究尚未见于文献刊载。本文以溴化盐为研究对象,将溴化锂、溴化钠、溴化钾和溴化钙按照不同的质量比例混合,配制得到6种四元溴化盐样品。在改进熔体热物性测量系统后,以阿基米德法测量溴化盐样品的密度,并将密度拟合为温度的计算关联式。6种样品密度值均在2.4~2.7g/cm3之间,相对其它熔盐密度较大,每种样品的密度值均随温度升高呈直线趋势下降;在同一测量温度时2#样品密度最大,6#样品密度最小。同时,根据密度计算样品的体膨胀系数,每种样品的体膨胀系数在测量温度范围内随温度上升缓慢增长,范围在2.30×10-4~3.09×10-4 1/℃之间。之后,基于最大拉力法测量溴化盐样品的表面张力,6种样品表面张力均在0.11~0.13 N/m之间,变化较小;将表面张力测量值拟合为温度的计算关联式,每种样品表面张力均随温度升高而减小,呈直线趋势下降;测量温度范围内1#溴化盐的表面张力值最大,5#溴化盐最小。为探究溴化盐的高温腐蚀特性,本文选取316L、304不锈钢和Q235碳钢作为试验材料。以2#溴化盐样品作为腐蚀工质,将三种金属样片浸没于450℃的溴化盐环境中进行不同时间的静态腐蚀。金属样片除锈后的质量损失均随腐蚀时间的延长而增大,腐蚀360h后,质量损失316L样片为1.45mg/cm2,304样片为3.77mg/cm2,Q235样片为24.14mg/cm2。混合溴化盐对Q235碳钢高温腐蚀作用最强,对316L不锈钢腐蚀作用最弱。经过高温腐蚀后,316L样片表面较为平整,但在表面形成细小纵向腐蚀裂纹,产生应力腐蚀开裂现象。304样片表面被腐蚀破坏程度大于316L样片,在腐蚀过程中有腐蚀层从基体剥落。Q235样片表面明显腐蚀最严重,表面粗糙,形成较宽的沟槽和蚀坑,最后形成疏松的腐蚀产物层。316L样片腐蚀表面的成分以富Cr碳化物和LiFeO2等为主,304样片腐蚀表面成分以LiFeO2、LiMnO2为主,Q235样片则以铁、锰的氧化物为主。在三种金属样片的表面均产生了电化学腐蚀现象。
【关键词】：四元溴化盐 热物性 密度 表面张力 腐蚀
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ124.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.1.1 太阳能热发电系统的独特优势8-9
• 1.1.2 熔盐在太阳能热发电系统中的应用9
• 1.1.3 熔盐研究意义9
• 1.2 熔盐热物性测试方法和研究现状9-17
• 1.2.1 熔盐的密度10-12
• 1.2.2 熔盐的表面张力12-15
• 1.2.3 熔盐的高温腐蚀性15-17
• 1.3 研究内容及目的17-18
• 第2章 混合溴化盐的配制及密度研究18-30
• 2.1 混合溴化盐的配制18-19
• 2.2 混合溴化盐密度研究19-29
• 2.2.1 实验系统组成与工作原理19-22
• 2.2.2 实验系统精度验证22-23
• 2.2.3 测量数据及分析23-26
• 2.2.4 密度测量不确定度计算26-27
• 2.2.5 样品体膨胀系数计算27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 混合溴化盐表面张力研究30-37
• 3.1 实验系统工作原理30-31
• 3.2 实验系统精度验证31-32
• 3.3 测量数据及分析32-35
• 3.4 表面张力测量不确定度计算35
• 3.5 本章小结35-37
• 第4章 混合溴化盐高温腐蚀性研究37-47
• 4.1 混合溴化盐DSC/TG测量37-38
• 4.2 金属材料的选择和处理38-39
• 4.3 高温腐蚀实验39-40
• 4.4 实验结果分析40-46
• 4.4.1 腐蚀动力曲线40-42
• 4.4.2 SEM腐蚀样貌观察42-44
• 4.4.3 XRD腐蚀产物测定44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 总结与展望47-49
• 参考文献49-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文53-54
• 致谢54

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本文编号：774608