利用流體分子在納米多孔材料固體表面吸附分離過程中熱能與表面能的相互轉(zhuǎn)化,可以提高工質(zhì)循環(huán)吸熱量進(jìn)行儲能.采用分子模擬（分子動力學(xué)和巨正則蒙特卡羅）方法開展了制冷劑R1234yf, R1234ze（z）, R32及其混合工質(zhì)在金屬有機(jī)骨架材料Co-MOF-74中的吸附儲能特性研究.研究發(fā)現(xiàn),純工質(zhì)吸附時,受分子尺寸影響, R32在MOF中的吸附量高于R1234yf和R1234ze（z）.而飽和吸附時, R32的解吸附熱低于R1234yf和R1234ze（z）.在制冷劑中添加Co-MOF-74納米顆粒形成納米流體,可以改良純工質(zhì)的儲能特性,且R1234yf和R1234ze（z）納米流體的改良效果強(qiáng)于R32納米流體.在混合工質(zhì)吸附中, R1234ze（z）和R1234yf的吸附量低于R32,但隨著溫度上升,由于不同種類工質(zhì)競爭吸附, R1234ze（z）和R1234yf的吸附量呈現(xiàn)逐步上升的趨勢,而R32的吸附量則逐漸減少. 

【文章來源】：科學(xué)通報. 2020,65(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

(網(wǎng)絡(luò)版彩色)Co-MOF-74骨架結(jié)構(gòu)

(網(wǎng)絡(luò)版彩色)R1234yf/R32和R1234ze(z)/R32競爭吸附的解吸附焓

之前的工作[26]已經(jīng)證明MD方法可以獲取可靠的熱力學(xué)性能參數(shù).本文MD計算得到Co-MOF-74顆粒在不同溫度的熱力學(xué)能如表1所示,MOF-74顆粒的熱力學(xué)能數(shù)值隨溫度升高而升高,符合材料升溫變化的一般規(guī)律.如前文所述,可根據(jù)式(1)或(2)計算MOHCs吸熱時的儲能.以2,3和4 MPa為參考壓力,計算含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)Co-MOF-74顆粒的R1234yf,R1234ze(z)和R32純工質(zhì)在吸熱過程中的儲能特性隨冷熱源溫度差的變化關(guān)系,如圖5所示.NIST查得的R1234yf,R1234ze(z)和R32的焓值如圖4(b)所示.可以發(fā)現(xiàn),在R1234yf,R1234ze(z)和R32純工質(zhì)中添加Co-MOF-74納米顆粒,可以改變工質(zhì)的儲能特性,且儲能效果隨Co-MOF-74納米顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而增強(qiáng).由于R1234yf和R1234ze(z)的分子結(jié)構(gòu)相似,Co-MOF-74納米顆粒對R1234yf和R1234ze(z)的儲能增強(qiáng)效果幾乎相同,優(yōu)于其對R32的儲能增強(qiáng)效果.在R32和Co-MOF-74組成的MOHCs性能曲線中,出現(xiàn)了儲能降低的效果,這主要是由于R32的相變焓?hFluid太大,超過了Co-MOF-74熱力學(xué)能隨溫度變化值(∫cpd T)MOFs與R32在MOF-74中的解吸附熱?hdesorption之和.此外,隨著壓力增大,MOHCs儲能增強(qiáng)效果的最低點出現(xiàn)的溫度越來越高,這是由于隨著壓力增大,有機(jī)工質(zhì)的相變溫度升高,造成相變引起儲能增強(qiáng)效果的最低點向溫度較高方向移動.


本文編號：3259003