膨胀石墨基体影响石蜡储放热性能的实验研究
发布时间：2021-01-25 12:00
由于蓄热量较大、相变过程近似恒温等特点,相变储能技术被广泛的应用于工业余热的回收利用、新能源消纳、电子器件热管理及建筑物节能等领域。目前实验研究大多关注PCM内部的温度变化,对热流密度等热力学参数缺乏研究,并且在大多数实验研究中PCM内部温度测点布置数量较少、数据展示形式单一,造成PCM内部温度场和流场的变化难以被真实反映。本文采用导热性能优良的EG（膨胀石墨）与石蜡进行熔融吸附制备EG/石蜡复合相变材料,并通过合适的数据处理方法对石蜡及复合PCM的热物性、蓄放热特性进行研究,得到了如下研究结果:1.制备了 EG质量分数分别为5%、10%、15%的复合PCM并测量热物性。复合PCM的导热系数分别提升至石蜡的10倍、17倍和23倍,主要原因是EG在复合PCM内部形成了高导热通道,提升了热传导速率。复合PCM的相变温度变化不大,相变潜热值较石蜡分别下降7.4%、13.2%和19.2%,主要是因为EG和石蜡的结合属于物理结合,在实验温度下EG不会发生相变,相变潜热都来自于石蜡。2.搭建了竖直套管式换热器内PCM蓄放热特性实验台,分别研究了定功率和定温度加热工况下不同EG质量分数复合PCM储热...
【文章来源】： 李亚鹏 山东大学
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２不同ＳＥＭ放大倍数下ＥＧ图像??
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第二章复合相变材料的制备及热物性测试??在石蜡中形成高导热通道进而强化石蜡内部的热传递过程。当ＥＧ质量分数达到??１５％时导热系数由石蜡的０．３０１２Ｗ／（ｍ?？?Ｋ）提升到７．０５６７?Ｗ／（ｍ?？?Ｋ）。本文所测得??的热导率变化趋势与文献［４１］基本相同。??８????７?－??６?－?■，’??５：?，??＾?４?－?／??ｆ?？?Ｚ??＾３：?／??卜＿??０：?一??Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６??ＥＧ质虽分数（％）??图２．６石蜡及ＥＧ／石蜡复合材料导热系数??２．?５本章小结??本章对ＥＧ／石蜡复合ＰＣＭ的制备进行了介绍，包括所用到的仪器设备、制??备方法等；对石蜡及ＥＧ／石蜡复合相变材料进行了相容性分析以及热物性测量，??结合ＳＥＭ图像与热物性分析结果可以发现石蜡与膨胀石墨的结合属于物理变化，??ＥＧ利用自身丰富的孔隙结构以及搭接形成的空间将石蜡吸附，从而形成高导热??通道，提高ＰＣＭ的导热性并防止泄露。??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变储能玻璃窗对空调房间能耗影响的数值模拟[J]. 李根,刘益才,王晓倩,化豪爽,马颖. 低温工程. 2019(06)
[2]翅片盘管式相变储热器传热性能研究[J]. 李南烁,汤梓聪,伍健宜,张锦梁,谢安治,陈观生. 广东工业大学学报. 2019(02)
[3]石墨烯在相变材料中的研究进展[J]. 邹得球,马先锋,刘小诗,郭江荣,胡志钢,王炳辉. 化工进展. 2017(05)
[4]膨胀石墨制备方法的研究进展[J]. 郜攀,张连红,单晓宇. 合成化学. 2016(09)
[5]微波法制备膨胀石墨及其膨胀特性[J]. 田禾青,王维龙,丁静,郭祥. 化工学报. 2015(S1)
[6]相变储能及其应用研究[J]. 闫全英,贺万玉. 材料导报. 2014(S2)
[7]相变材料热物理性质的分子动力学模拟[J]. 饶中浩,汪双凤,张艳来,彭飞飞,蔡颂恒. 物理学报. 2013(05)
[8]改善相变材料导热性能研究综述[J]. 李夔宁,郭宁宁,王贺. 制冷学报. 2008(06)
[9]相变温控在电子设备上的应用研究[J]. 张芳,王小群,杜善义. 电子器件. 2007(05)
[10]膨胀石墨对各种油类的吸附动力学(英文)[J]. Michio INAGAKI,Tomoya NAGATA,Taisuke SUWA,Masahiro TOYODA. 新型炭材料. 2006(02)
博士论文
[1]固液相变储能热沉的理论与实验研究[D]. 胡锦炎.华中科技大学 2017
[2]串联式多相变储热实验与数值模拟研究[D]. 王艺斐.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2016
[3]相变材料蓄放热机理及其基站冷却的能效研究[D]. 孙小琴.湖南大学 2014
[4]复合相变储能材料的研制与潜热储能中热物理现象的研究[D]. 夏莉.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]泡沫金属对相变蓄热箱强化换热特性研究[D]. 杨亚星.天津商业大学 2018
[2]泡沫金属复合相变材料熔化传热过程可视化研究[D]. 金虹庆.浙江大学 2017
[3]膨胀石墨/石蜡复合相变蓄热材料实验研究[D]. 张钦真.内蒙古科技大学 2013
[4]基于修正模型的瞬态平面热源法导热系数测定仪的研制[D]. 刘健.天津大学 2013
[5]整体针翅管式相变蓄热换热器性能实验[D]. 唐刚志.重庆大学 2009
本文编号：2999184
【文章来源】： 李亚鹏 山东大学
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２不同ＳＥＭ放大倍数下ＥＧ图像??
６?－?；??：?ｉ?￣５??４?－?，?－?＼?■?／?＼??＇?／?＼?２?－?，’?＇？??２?■?一－－、?????Ｑ?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?１?．?Ｉ?■?■?＇?Ｉ?■?＇?？?Ｉ?Ｉ?Ｑ?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?Ｍ??Ｔ（ｑ?Ｔ（－Ｃ）??（ｃ）?１０％?（ｄ）?１５％??图２．５石蜡及ＥＧ／石蜡复合相变材料比热容分析??２．?４．?４导热系数结果分析??在２５°Ｃ空调房中进行样品导热系数测量，为避免偶然性每组样品测量三次??取平均值。从图２．６可以看出当ＥＧ质量分数从３％增加到５％，复合ＰＣＭ的导??热系数由０．８４１３Ｗ／（ｍ?？?Ｋ）提升到３．０１６?Ｗ／（ｍ?？?Ｋ）提升幅度较大，这是由于ＥＧ??质量分数为３％时，ＥＧ虽然均匀存在于石蜡中，但相对于石蜡，ＥＧ数量仍较少??难以互相搭接形成连续致密的导热网络；而当ＥＧ配比达到５％时，ＥＧ的量足以??１８??
第二章复合相变材料的制备及热物性测试??在石蜡中形成高导热通道进而强化石蜡内部的热传递过程。当ＥＧ质量分数达到??１５％时导热系数由石蜡的０．３０１２Ｗ／（ｍ?？?Ｋ）提升到７．０５６７?Ｗ／（ｍ?？?Ｋ）。本文所测得??的热导率变化趋势与文献［４１］基本相同。??８????７?－??６?－?■，’??５：?，??＾?４?－?／??ｆ?？?Ｚ??＾３：?／??卜＿??０：?一??Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６??ＥＧ质虽分数（％）??图２．６石蜡及ＥＧ／石蜡复合材料导热系数??２．?５本章小结??本章对ＥＧ／石蜡复合ＰＣＭ的制备进行了介绍，包括所用到的仪器设备、制??备方法等；对石蜡及ＥＧ／石蜡复合相变材料进行了相容性分析以及热物性测量，??结合ＳＥＭ图像与热物性分析结果可以发现石蜡与膨胀石墨的结合属于物理变化，??ＥＧ利用自身丰富的孔隙结构以及搭接形成的空间将石蜡吸附，从而形成高导热??通道，提高ＰＣＭ的导热性并防止泄露。??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变储能玻璃窗对空调房间能耗影响的数值模拟[J]. 李根,刘益才,王晓倩,化豪爽,马颖. 低温工程. 2019(06)
[2]翅片盘管式相变储热器传热性能研究[J]. 李南烁,汤梓聪,伍健宜,张锦梁,谢安治,陈观生. 广东工业大学学报. 2019(02)
[3]石墨烯在相变材料中的研究进展[J]. 邹得球,马先锋,刘小诗,郭江荣,胡志钢,王炳辉. 化工进展. 2017(05)
[4]膨胀石墨制备方法的研究进展[J]. 郜攀,张连红,单晓宇. 合成化学. 2016(09)
[5]微波法制备膨胀石墨及其膨胀特性[J]. 田禾青,王维龙,丁静,郭祥. 化工学报. 2015(S1)
[6]相变储能及其应用研究[J]. 闫全英,贺万玉. 材料导报. 2014(S2)
[7]相变材料热物理性质的分子动力学模拟[J]. 饶中浩,汪双凤,张艳来,彭飞飞,蔡颂恒. 物理学报. 2013(05)
[8]改善相变材料导热性能研究综述[J]. 李夔宁,郭宁宁,王贺. 制冷学报. 2008(06)
[9]相变温控在电子设备上的应用研究[J]. 张芳,王小群,杜善义. 电子器件. 2007(05)
[10]膨胀石墨对各种油类的吸附动力学(英文)[J]. Michio INAGAKI,Tomoya NAGATA,Taisuke SUWA,Masahiro TOYODA. 新型炭材料. 2006(02)
博士论文
[1]固液相变储能热沉的理论与实验研究[D]. 胡锦炎.华中科技大学 2017
[2]串联式多相变储热实验与数值模拟研究[D]. 王艺斐.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2016
[3]相变材料蓄放热机理及其基站冷却的能效研究[D]. 孙小琴.湖南大学 2014
[4]复合相变储能材料的研制与潜热储能中热物理现象的研究[D]. 夏莉.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]泡沫金属对相变蓄热箱强化换热特性研究[D]. 杨亚星.天津商业大学 2018
[2]泡沫金属复合相变材料熔化传热过程可视化研究[D]. 金虹庆.浙江大学 2017
[3]膨胀石墨/石蜡复合相变蓄热材料实验研究[D]. 张钦真.内蒙古科技大学 2013
[4]基于修正模型的瞬态平面热源法导热系数测定仪的研制[D]. 刘健.天津大学 2013
[5]整体针翅管式相变蓄热换热器性能实验[D]. 唐刚志.重庆大学 2009
本文编号：2999184
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