十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料的制備及蓄冷特性研究
發(fā)布時間:2021-02-09 16:30
蓄冷技術(shù)作為一門提高能源利用效率,緩解能源時空錯配的節(jié)能技術(shù),在我國能源緊缺和環(huán)境污染等問題背景下顯示出廣闊的應(yīng)用前景。有機(jī)相變蓄冷材料憑借其優(yōu)秀的蓄冷和循環(huán)性能,逐漸成為蓄冷技術(shù)的研究熱點。然而,目前學(xué)術(shù)界缺乏低于0℃的有機(jī)相變蓄冷材料研究,且有機(jī)相變蓄冷材料在常溫下存在液漏和不可成型等問題,嚴(yán)重阻礙了其發(fā)展。因此,研制一種可定型且性能優(yōu)秀的低溫相變蓄冷材料具有較大的實際應(yīng)用價值。本文選取十二烷作為有機(jī)相變蓄冷材料,疏水型氣相二氧化硅作為支撐材料,通過多孔基吸附法制備得到不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料,利用掃描電鏡、比表面分析儀和傅里葉紅外分析儀表征復(fù)合相變蓄冷材料微觀形貌和基本結(jié)構(gòu),推斷十二烷通過氣相二氧化硅的毛細(xì)管吸附力和范德華力進(jìn)行物理吸附。液漏實驗和成型測試結(jié)果表明復(fù)合相變材料密封性能良好,且能壓制成各種密度供不同工況下使用。利用差示掃描量熱儀、熱常數(shù)分析儀和熱重分析儀測試復(fù)合相變材料的基本熱物性能,實驗結(jié)果表明復(fù)合相變材料焓值較大,導(dǎo)熱系數(shù)比十二烷有所降低,相變焓值隨著十二烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而增大,冷熱循環(huán)500次后的復(fù)合相變材料依然具有良好的循環(huán)性能。構(gòu)建蓄冷...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 蓄冷技術(shù)概述
1.2.1 相變蓄冷技術(shù)概述
1.2.2 相變蓄冷材料分類
1.2.3 相變蓄冷材料的應(yīng)用研究進(jìn)展和發(fā)展方向
1.3 復(fù)合相變材料制備方法
1.3.1 微膠囊法
1.3.2 多孔基吸附法
1.4 本課題主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處
1.4.1 主要研究內(nèi)容
1.4.2 創(chuàng)新之處
第二章 氣相二氧化硅/十二烷復(fù)合相變材料的制備及物性測試
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗材料
2.2.2 實驗儀器
2.3 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料的制備
2.4 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料物理表征及測試
2.4.1 成型測試與液漏實驗
2.4.2 比表面積及孔性質(zhì)測試
2.4.3 掃描電鏡分析
2.4.4 傅里葉紅外光譜分析
2.4.5 導(dǎo)熱系數(shù)測試
2.4.6 相變特征參數(shù)的測定
2.4.7 熱重分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料蓄冷特性的實驗研究
3.1 引言
3.2 實驗儀器及設(shè)備
3.3 實驗系統(tǒng)與方法
3.4 實驗步驟
3.5 誤差分析
3.6 結(jié)果討論與分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料蓄冷特性的數(shù)值模擬
4.1 引言
4.2 相變傳熱理論
4.2.1 固相區(qū)傳熱
4.2.2 液相區(qū)傳熱
4.2.3 相變傳熱的邊界條件
4.2.4 相變傳熱數(shù)值求解方法
4.3 蓄冷控溫系統(tǒng)模型的建立
4.3.1 Fluent軟件介紹
4.3.2 Fluent處理相變問題
4.3.3 物理模型
4.3.4 數(shù)學(xué)模型
4.3.5 網(wǎng)格生成
4.4 蓄冷特性系統(tǒng)的模擬分析
4.4.1 實驗數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬對比
4.4.2 溫升過程溫度場云圖
4.4.3 溫升過程液相率變化云圖
4.5 本章小結(jié)
第五章 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料戶外保溫箱的實驗研究
5.1 引言
5.2 實驗儀器及設(shè)備
5.3 實驗系統(tǒng)與方法
5.4 實驗步驟
5.5 誤差分析
5.6 結(jié)果討論與分析
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動態(tài)冰漿蓄冷濕冷技術(shù)在果蔬冷藏中的應(yīng)用前景分析[J]. 江燕濤. 制冷與空調(diào). 2015(10)
[2]石蠟/二氧化硅復(fù)合相變材料的制備及其性能[J]. 鐘麗敏,楊穆,欒奕,張曉偉,高鴻毅,馮妍卉,馮黛麗. 工程科學(xué)學(xué)報. 2015(07)
[3]我國“十三五”能源發(fā)展重大問題研究[J]. 張建民,張強(qiáng). 環(huán)境保護(hù). 2015(07)
[4]相變蓄冷工藝在金槍魚冷鏈物流中的應(yīng)用研究[J]. 湯元睿,謝晶,徐慧文,張寧,高磊. 現(xiàn)代食品科技. 2015(01)
[5]動態(tài)蓄冷系統(tǒng)和區(qū)域供冷的現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)研究[J]. 汪瑞東,楊榮海. 機(jī)電信息. 2014(33)
[6]用于農(nóng)產(chǎn)品保鮮的有機(jī)物水溶液相變蓄冷劑[J]. 應(yīng)鐵進(jìn),朱冰清,戚曉麗,盛況. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(02)
[7]基于相變蓄冷技術(shù)的便攜式離體樣品儲運(yùn)裝置的研制[J]. 彭勝華,尹惠玲. 中國醫(yī)療器械信息. 2014(03)
[8]己二酸/二氧化硅復(fù)合相變儲熱材料的制備及性能[J]. 朱教群,錢云霞,周衛(wèi)兵,程曉敏,楊憲杰. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2014(02)
[9]動態(tài)冰蓄冷蓄冰裝置綜合性能分析[J]. 曹勤. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2013(04)
[10]辛酸/月桂酸作為相變蓄冷材料的熱性能研究[J]. 左建國,李維仲,徐士鳴. 太陽能學(xué)報. 2012(01)
碩士論文
[1]復(fù)合相變蓄冷劑開發(fā)及在果蔬保鮮上的應(yīng)用研究[D]. 戚曉麗.浙江大學(xué) 2015
本文編號:3025915
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 蓄冷技術(shù)概述
1.2.1 相變蓄冷技術(shù)概述
1.2.2 相變蓄冷材料分類
1.2.3 相變蓄冷材料的應(yīng)用研究進(jìn)展和發(fā)展方向
1.3 復(fù)合相變材料制備方法
1.3.1 微膠囊法
1.3.2 多孔基吸附法
1.4 本課題主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處
1.4.1 主要研究內(nèi)容
1.4.2 創(chuàng)新之處
第二章 氣相二氧化硅/十二烷復(fù)合相變材料的制備及物性測試
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗材料
2.2.2 實驗儀器
2.3 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料的制備
2.4 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料物理表征及測試
2.4.1 成型測試與液漏實驗
2.4.2 比表面積及孔性質(zhì)測試
2.4.3 掃描電鏡分析
2.4.4 傅里葉紅外光譜分析
2.4.5 導(dǎo)熱系數(shù)測試
2.4.6 相變特征參數(shù)的測定
2.4.7 熱重分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料蓄冷特性的實驗研究
3.1 引言
3.2 實驗儀器及設(shè)備
3.3 實驗系統(tǒng)與方法
3.4 實驗步驟
3.5 誤差分析
3.6 結(jié)果討論與分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料蓄冷特性的數(shù)值模擬
4.1 引言
4.2 相變傳熱理論
4.2.1 固相區(qū)傳熱
4.2.2 液相區(qū)傳熱
4.2.3 相變傳熱的邊界條件
4.2.4 相變傳熱數(shù)值求解方法
4.3 蓄冷控溫系統(tǒng)模型的建立
4.3.1 Fluent軟件介紹
4.3.2 Fluent處理相變問題
4.3.3 物理模型
4.3.4 數(shù)學(xué)模型
4.3.5 網(wǎng)格生成
4.4 蓄冷特性系統(tǒng)的模擬分析
4.4.1 實驗數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬對比
4.4.2 溫升過程溫度場云圖
4.4.3 溫升過程液相率變化云圖
4.5 本章小結(jié)
第五章 十二烷/氣相二氧化硅復(fù)合相變材料戶外保溫箱的實驗研究
5.1 引言
5.2 實驗儀器及設(shè)備
5.3 實驗系統(tǒng)與方法
5.4 實驗步驟
5.5 誤差分析
5.6 結(jié)果討論與分析
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動態(tài)冰漿蓄冷濕冷技術(shù)在果蔬冷藏中的應(yīng)用前景分析[J]. 江燕濤. 制冷與空調(diào). 2015(10)
[2]石蠟/二氧化硅復(fù)合相變材料的制備及其性能[J]. 鐘麗敏,楊穆,欒奕,張曉偉,高鴻毅,馮妍卉,馮黛麗. 工程科學(xué)學(xué)報. 2015(07)
[3]我國“十三五”能源發(fā)展重大問題研究[J]. 張建民,張強(qiáng). 環(huán)境保護(hù). 2015(07)
[4]相變蓄冷工藝在金槍魚冷鏈物流中的應(yīng)用研究[J]. 湯元睿,謝晶,徐慧文,張寧,高磊. 現(xiàn)代食品科技. 2015(01)
[5]動態(tài)蓄冷系統(tǒng)和區(qū)域供冷的現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)研究[J]. 汪瑞東,楊榮海. 機(jī)電信息. 2014(33)
[6]用于農(nóng)產(chǎn)品保鮮的有機(jī)物水溶液相變蓄冷劑[J]. 應(yīng)鐵進(jìn),朱冰清,戚曉麗,盛況. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(02)
[7]基于相變蓄冷技術(shù)的便攜式離體樣品儲運(yùn)裝置的研制[J]. 彭勝華,尹惠玲. 中國醫(yī)療器械信息. 2014(03)
[8]己二酸/二氧化硅復(fù)合相變儲熱材料的制備及性能[J]. 朱教群,錢云霞,周衛(wèi)兵,程曉敏,楊憲杰. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2014(02)
[9]動態(tài)冰蓄冷蓄冰裝置綜合性能分析[J]. 曹勤. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2013(04)
[10]辛酸/月桂酸作為相變蓄冷材料的熱性能研究[J]. 左建國,李維仲,徐士鳴. 太陽能學(xué)報. 2012(01)
碩士論文
[1]復(fù)合相變蓄冷劑開發(fā)及在果蔬保鮮上的應(yīng)用研究[D]. 戚曉麗.浙江大學(xué) 2015
本文編號:3025915
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