传蓄热熔盐的热物性研究

发布时间：2021-02-11 17:12

　　液态熔盐由于体热容量大；低粘度、流动性好；低蒸汽压；较宽的工作温度范围；同时还具有较大的裂变材料溶解度，可用于熔盐堆中的最为燃料溶剂；是核能及太阳能传蓄热应用中良好的热工介质。熔盐的熔点、密度、粘度、热容、表面张力、导热系数等热物性参数是传热系统热工设计及安全分析中的基本参数，不但涉及到热量的传输的效率，更关系到整个系统的安全。论文针对熔盐堆物理、热工以及安全设计的需要，采用实验测量以及相图热力学计算的方法，系统研究用于传蓄热系统中的熔盐热物性。本文采用商用相图计算软件Facsage6.4和Pandat优化计算了LiF-NaF-KF熔盐体系的相图，并建立相关的热力学数据库。采用文献报道的较为可靠的LiF-BeF2-ThF4-UF4体系的的相图优化结果，建立了该体系的相图热力学数据库，为熔盐堆中液态燃料的制备与燃料盐配比的优化提供参考。本论文在详细调研熔盐热物性的测试方法与市场上的物性测试仪器情况的基础上，确定了熔盐物性参数测试的方法，即采用阿基米德法、步冷曲线法、最大气泡压力法、旋转法、激光闪光法、差示扫描量热法分别测量熔盐的密度、初晶温度/熔点、表面张力、粘度、导热系数和热容等参数。... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
图目录
表目录
1 绪论
2 研究背景
    2.1 熔盐的优异特性及在传热领域的应用
    2.2 熔盐传热蓄热的研究历史
    2.3 传热蓄热熔盐的选择要求
    2.4 熔盐热物性研究的意义与方法
3 熔盐相图热力学计算
    3.1 相图热力学计算的原理及模型
        3.1.1 相图计算的原理
        3.1.2 各相自由能描述的热力学模型
        3.1.3 相图热力学计算的步骤
        3.1.4 计算软件介绍
    3.2 LiF-NaF-KF 体系的热力学优化及计算
        3.2.1 子二元系的优化与计算
        3.2.2 LiF-NaF-KF 的相图计算
2 -ThF₄ -UF₄体系的相图计算">    3.3 LiF-BeF₂ -ThF₄ -UF₄体系的相图计算
        3.3.1 六个子二元系的计算
        3.3.2 三元系与四元零变平衡点的计算
    3.4 本章小结
4 熔盐物性测量方法与仪器
    4.1 密度测量
        4.1.1 密度测量方法
        4.1.2 仪器的研制
        4.1.3 测试结果及误差
    4.2 粘度测量
        4.2.1 粘度测试方法
        4.2.2 旋转式粘度计的设计
        4.2.3 转子、坩埚的设计及转速的确定
        4.2.4 真空、气路及高温与测试系统的隔离设计
        4.2.5 标准油的测试结果
    4.3 表面张力测量
        4.3.1 表面张力测试方法
        4.3.2 仪器的研制
        4.3.3 测试结果及误差
    4.4 导热系数测量
        4.4.1 导热系数的测试方法
        4.4.2 仪器的改进
        4.4.3 坩埚的设计及样品的处理
        4.4.4 测试结果
    4.5 熔点、初晶温度、熔化焓、热容等热力学参数测试
        4.5.1 熔点、初晶温度、熔化焓、热容等参数的测试方法
        4.5.2 步冷曲线测试装置
        4.5.3 高温 DSC 的校准
    4.6 本章小结
5 传蓄热熔盐的热物性测量
    5.1 样品的处理
3 -KNO₃">    5.2 NaNO₃ -KNO3

        5.2.1 共晶成分与 Solar salt 的熔点和初晶温度测试
        5.2.2 Solar salt 的密度和表面张力
        5.2.3 热容与热扩散测试结果
3 -NaNO₂ -KNO₃">    5.3 NaNO₃ -NaNO₂ -KNO₃

        5.3.1 步冷曲线与 DSC 测量结果
        5.3.2 密度与表面张力测试结果
        5.3.3 热容与热扩散测试结果
2 CO₃ -Na₂ CO₃-K₂ CO₃">    5.4 Li₂ CO₃ -Na₂ CO₃-K₂ CO₃

        5.4.1 步冷曲线与 DSC 测试结果
        5.4.2 密度与表面张力测试结果
        5.4.3 热容与热扩散测试结果
        5.4.4 热稳定性测试结果
2">    5.5 KCl-MgCl₂

        5.5.1 初晶温度、熔点和熔化焓测量结果
        5.5.2 密度与表面张力测试结果
        5.5.3 热容与热扩散测试结果
    5.6 LiF-NaF-KF
        5.6.1 初晶温度、熔点和熔化焓的测量结果
        5.6.2 密度与表面张力测试结果
        5.6.3 热容与热扩散测试结果
4">    5.7 KF-ZrF₄

        5.7.1 熔点与熔化焓的测量
        5.7.2 密度与热稳定性的测试
    5.8 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
文章发表情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]LiF-NaF-KF体系的相图计算[J]. 王坤,程进辉,张鹏,左勇,谢雷东.  北京科技大学学报. 2014(12)
[2]Experimental study of viscosity characteristics of hightemperature heat transfer molten salts[J]. CHEN YongChang*,WU YuTing,REN Nan & MA ChongFang Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation,Ministry of Education and Key Laboratory of Heat Transfer and Energy Conversion,Beijing Education Commission,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China.  Science China（Technological Sciences）. 2011(11)
[3]高温熔盐的热物性测试及热稳定性分析[J]. 胡宝华,丁静,魏小兰,彭强,廖敏.  无机盐工业. 2010(01)
[4]表面张力测量方法综述[J]. 郭瑞.  计量与测试技术. 2009(04)
[5]高温碳酸熔盐的制备及传热蓄热性质[J]. 廖敏,丁静,魏小兰,杨晓西,杨建平.  无机盐工业. 2008(10)
[6]表面张力测定方法的现状与进展[J]. 奚新国.  盐城工学院学报(自然科学版). 2008(03)
[7]高温熔盐在太阳能热发电中的应用[J]. 沈向阳,丁静,彭强,杨建平.  广东化工. 2007(11)
[8]导热系数测量方法与应用分析[J]. 闵凯,刘斌,温广.  保鲜与加工. 2005(06)
[9]材料科学研究中常用的热力学模型评述[J]. 聂轶苗,马鸿文.  陶瓷学报. 2005(02)
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硕士论文
[1]瞬态热线法测量液体导热系数的研究[D]. 刘明.浙江大学 2010
[2]KNO3-NaNO2系熔盐的物理化学性质研究[D]. 章凯羽.东北大学 2008
[3]高温液态金属粘度仪的研究与设计[D]. 时迎亮.山东大学 2007
[4]太阳能高温熔盐优选及腐蚀特性实验研究[D]. 孙李平.北京工业大学 2007
[5]流体导热系数测定仪的研制与开发[D]. 李东风.西北大学 2005



本文编号：3029443

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