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)今社會能源的主要來源是煤炭化石燃料,這些燃料的過量使用會對環(huán)境造成嚴(yán)重的損害。在加快促進(jìn)新舊動能轉(zhuǎn)換的今天,尋找利用高效清潔的能源已經(jīng)迫在眉睫。相變儲熱技術(shù)是近些年來研究的重點(diǎn),它的儲熱形式是利用相變材料在物態(tài)變化時吸收或者放出大量熱量,從而對熱量進(jìn)行利用。這種技術(shù)最大的優(yōu)勢是清潔無污染,能夠應(yīng)用在太陽能儲熱領(lǐng)域,可以有效地緩解太陽能供需不匹配的問題,提高太陽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)分析測試對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)

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

相變儲熱材料分類相變儲熱材料的分類（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)生的一個小晶核，將晶核看做一個圓球的一個位置，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相接觸的面積大小；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)。在一個特定的體系當(dāng)中，θ是一個定量，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并不會產(chǎn)生析晶現(xiàn)象，只有環(huán)境溫度低于理論析晶溫度時才會發(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，體系是同時存在固相和液相，此時體系的自由度是零，所以晶體發(fā)生液-固相變過程時的溫度并沒有發(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，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，即dp=0，上式可以簡化成：=(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呈現(xiàn)出隨著溫度的上升而不斷下降的趨勢。圖2.2為純晶體的液相和固相時體系的吉布斯自由能隨著溫度變化的趨勢規(guī)律圖。圖2.2純晶體液相和固相時體系的吉布斯自由能隨溫度變化趨勢規(guī)律


本文編號：2916621