現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展離不開能源的大量消耗。當(dāng)今社會(huì)能源的主要來源是煤炭化石燃料,這些燃料的過量使用會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的損害。在加快促進(jìn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的今天,尋找利用高效清潔的能源已經(jīng)迫在眉睫。相變儲(chǔ)熱技術(shù)是近些年來研究的重點(diǎn),它的儲(chǔ)熱形式是利用相變材料在物態(tài)變化時(shí)吸收或者放出大量熱量,從而對(duì)熱量進(jìn)行利用。這種技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是清潔無污染,能夠應(yīng)用在太陽(yáng)能儲(chǔ)熱領(lǐng)域,可以有效地緩解太陽(yáng)能供需不匹配的問題,提高太陽(yáng)能在建筑清潔采暖和工業(yè)用熱中的應(yīng)用比率。十二水磷酸氫二鈉作為一種相變潛熱大,相變溫度適宜的無機(jī)水合鹽晶體相變儲(chǔ)熱材料,被廣泛的關(guān)注和研究。但實(shí)際研究過程中發(fā)現(xiàn),不同的降溫溫度對(duì)十二水磷酸氫二鈉的析晶過程有很大的影響,在這方面缺乏相關(guān)的分析研究。本文從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā),通過實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試對(duì)十二水磷酸氫二鈉的過冷度改善,放熱效率提高以及循環(huán)穩(wěn)定性提高三個(gè)方面進(jìn)行了著重研究。首先,結(jié)合拉曼光譜分析以及X射線衍射分析,對(duì)十二水磷酸氫二鈉的物相組成進(jìn)行了分析。通過多次的冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試其循環(huán)穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)冷卻溫度越高越不利于循環(huán)穩(wěn)定性,20次循環(huán)后都出現(xiàn)明顯的相分離現(xiàn)象。其次,通過對(duì)比試驗(yàn),研究了添加... 

【文章來源】： 林良侃 山東建筑大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

相變儲(chǔ)熱材料分類相變儲(chǔ)熱材料的分類（圖1.1）可以按照其自身屬性組成可以分為三大類：有機(jī)相變材料、無機(jī)相變材料以及復(fù)合相變材料

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文10發(fā)生在理想狀態(tài)下，實(shí)際中很難保證體系不含有雜質(zhì)或者接觸面絕對(duì)光滑，因此非均勻形核是自然界中主要的形核方式。如圖所示，α代表體系依附于容器壁產(chǎn)生的一個(gè)小晶核，將晶核看做一個(gè)圓球的一個(gè)位置，假設(shè)圓球的半徑為。圖2.1非均勻形核的成核原理示意圖（其中：α代表的是晶核；L代表的是液相）若△Gs代表的是晶核形成前后體系表面自由能的差值，可以得到：=(2.6)其中，AαL代表的是晶核α和液相L相接觸的面積大��；Aαw代表的是晶核α和容器內(nèi)壁W相接觸的面積；σαL代表的是晶核α和液相L之間的界面比表面能；σαW代表的是晶核α和容器內(nèi)壁W之間的界面比表面能；σLW代表的是固液兩相之間的界面比表面能。若△Gt表示的是晶核形成前與晶核形成后的體系體積的自由能差值，那么有==(2.7)在晶核形成前與晶核形成后的體系總自由能變化可以表示為=(2.8)整理以后可得，==(2.9)對(duì)比式(2.9)和式(2.1)，二者之間的不同之處為式(2.9)中多出了一項(xiàng)f(θ)。在一個(gè)特定的體系當(dāng)中，θ是一個(gè)定量，因此在非均勻形核的過程當(dāng)中，臨界晶核的尺寸為：=(2.10)

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文142.2.4無機(jī)水合鹽過冷理論無機(jī)水合鹽晶體吸熱熔化后會(huì)成為液態(tài)，當(dāng)液態(tài)的無機(jī)水合鹽降溫到理論析晶溫度時(shí)并不會(huì)產(chǎn)生析晶現(xiàn)象，只有環(huán)境溫度低于理論析晶溫度時(shí)才會(huì)發(fā)生析晶現(xiàn)象，即實(shí)際的析晶溫度高于理論析晶溫度的現(xiàn)象，我們稱之為過冷現(xiàn)象。無機(jī)水合鹽晶體均存在過冷現(xiàn)象，有些無機(jī)水合鹽晶體的過冷現(xiàn)象十分嚴(yán)重，這在很大程度上阻礙了無機(jī)水合鹽晶體在相變儲(chǔ)熱領(lǐng)域的推廣以及應(yīng)用。根據(jù)相平衡條件以及相律理論分析可知，晶體通常是在常壓的條件下產(chǎn)生析晶行為的，純晶體發(fā)生析晶行為時(shí)，體系是同時(shí)存在固相和液相，此時(shí)體系的自由度是零，所以晶體發(fā)生液-固相變過程時(shí)的溫度并沒有發(fā)生改變。通過熱力學(xué)第二定律分析可知，在溫度和壓力不發(fā)生變化的情況時(shí)，體系能夠自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方向即為吉布斯自由能降低的方向。自由能G可以用下式表達(dá)[33]：=(2.12)上式中，H表示的是焓值，T表示的是絕對(duì)溫度值，S表示的是熵值。因此可以推導(dǎo)出：=(2.13)壓力不變時(shí)，即dp=0，上式可以簡(jiǎn)化成：=(2.14)由于熵值S不可能為負(fù)，所以體系的吉布斯自由能就會(huì)呈現(xiàn)出隨著溫度的上升而不斷下降的趨勢(shì)。圖2.2為純晶體的液相和固相時(shí)體系的吉布斯自由能隨著溫度變化的趨勢(shì)規(guī)律圖。圖2.2純晶體液相和固相時(shí)體系的吉布斯自由能隨溫度變化趨勢(shì)規(guī)律


本文編號(hào)：2916621