甲酰胺/三水醋酸鈉復(fù)合相變蓄熱材料應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-06 19:47
利用相變材料(PCM)低谷電時(shí)蓄熱,用電高峰時(shí)釋熱,不僅能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)“削峰填谷”,節(jié)約能源,降低污染;而且基于其相變蓄熱能量密度大、恒溫舒適等特點(diǎn),其在地板輻射采暖中有廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)機(jī)水合鹽PCM,如結(jié)晶醋酸鈉(NaOAc?3H2O,SAT),具有相變焓(250 kJ·kg-1)大、價(jià)廉及導(dǎo)熱系數(shù)較高等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),諸多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究,然而純的SAT相變溫度為58℃左右,并且有過(guò)冷,相分離等缺點(diǎn),若將其應(yīng)用于地板采暖,穩(wěn)定性得不到保證,且地板表面溫度超過(guò)人體熱舒適(22?28℃)范圍。因此,以SAT為原料,開(kāi)展適合于地板采暖的相變材料研究,具備理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本課題選用SAT作為蓄熱相變基體,甲酰胺(FA)作為熔點(diǎn)改性劑并加入其它助劑,制得新型SAT/FA復(fù)合相變材料(SAT/FA CPCM);探索了SAT/FA配比、成核劑及增稠劑對(duì)SAT/FA CPCM性能的影響;對(duì)SAT/FA CPCM進(jìn)行了差示掃描量熱(DSC)、熱失重(TG)、Hotdisk熱導(dǎo)率及X射線衍射(XRD)等表征,并采用步冷曲線測(cè)試其在空氣中放熱性能。結(jié)果表明:添加25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的...
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 相變蓄熱技術(shù)
1.2.1 相變蓄熱材料
1.2.2 結(jié)晶醋酸鈉相變材料研究進(jìn)展
1.2.3 強(qiáng)化相變材料導(dǎo)熱系數(shù)研究
1.3 相變蓄熱輻射采暖
1.3.1 電加熱蓄熱系統(tǒng)
1.3.2 太陽(yáng)能熱源采暖系統(tǒng)
1.3.3 相變蓄熱輻射采暖應(yīng)用研究
1.4 本課題研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新
1.4.1 課題的提出
1.4.2 課題的內(nèi)容
1.4.3 課題的創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.4 課題的項(xiàng)目資助
第二章 甲酰胺-結(jié)晶醋酸鈉復(fù)合相變材料的制備與熱物性
2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 SAT/FA復(fù)合相變材料的制備方法
2.2.1 SAT/FA低共熔體的制備
2.2.2 SAT/FA復(fù)合相變材料的制備
2.2.3 相變蓄熱體系增稠劑與成核劑篩選
2.2.4 循環(huán)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
2.3 SAT/FA復(fù)合相變材料熱物性測(cè)試
2.3.1 DSC分析
2.3.2 TG分析
2.3.3 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定
2.3.4 步冷曲線測(cè)試
2.4 SAT/FA復(fù)合相變材料結(jié)構(gòu)分析
2.4.1 XRD分析
2.4.2 紅外光譜測(cè)試
2.5 結(jié)果與討論
2.5.1 甲酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)
2.5.2 增稠劑初選
2.5.3 成核劑初選
2.5.4 增稠劑與成核劑組合優(yōu)選
2.5.5 SAT/FA復(fù)合相變材料結(jié)構(gòu)表征
2.5.6 SAT/FA復(fù)合相變材料熱性能
2.5.7 SAT/FA復(fù)合相變材料循環(huán)穩(wěn)定性
2.6 本章小結(jié)
第三章 SAT/FA復(fù)合相變材料的傳熱強(qiáng)化研究
3.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
3.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料
3.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
3.2 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料的制備方法
3.2.1 SAT/FA復(fù)合相變材料制備
3.2.2 膨脹石墨制備
3.2.3 SAT/FA-EG復(fù)合材料的制備
3.3 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料熱物性測(cè)試
3.3.1 DSC分析
3.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試
3.4 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料結(jié)構(gòu)表征
3.4.1 SEM分析
3.4.2 偏光顯微鏡(POM)分析
3.4.3 FTIR分析
3.4.4 XRD分析
3.4.5 SAT/FA-EG CPCM步冷曲線測(cè)試
3.4.6 SAT/FA-EG CPCM循環(huán)穩(wěn)定性
3.5 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料結(jié)果與討論
3.5.1 EG質(zhì)量分?jǐn)?shù)
3.5.2 SAT/FA-EG結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
3.6 熱性能分析
3.6.1 復(fù)合相變材料蓄放熱結(jié)果與討論
3.6.2 SAT/FA-EG循環(huán)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
3.7 本章小結(jié)
第四章 基于SAT/FA復(fù)合相變材料的電加熱地板輻射采暖研究
4.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
4.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料
4.1.2 主要測(cè)試儀器
4.2 復(fù)合相變材料的制備方法
4.3 模擬小房采暖性能測(cè)試
4.3.1 不同地板層電加熱蓄放熱性能
4.3.2 不同操作條件對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響
4.4 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
Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石蠟/高密度聚乙烯/膨脹石墨導(dǎo)熱增強(qiáng)型復(fù)合相變材料熱導(dǎo)率的影響因素[J]. 劉菁偉,楊文彬,田本強(qiáng),張凱,范敬輝,范瑛. 高分子材料科學(xué)與工程. 2015(05)
[2]納米金屬粒子強(qiáng)化正十八烷相變傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周艷,張金輝,王艷,路海濱,李慶領(lǐng). 材料導(dǎo)報(bào). 2013(12)
[3]三水醋酸鈉基復(fù)合相變材料導(dǎo)熱能力強(qiáng)化研究[J]. 李偉華,茅靳豐,李金田,李永. 建筑材料學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]石蠟/膨脹石墨定形相變材料的性能[J]. 胡小冬,高學(xué)農(nóng),李得倫,陳思婷. 化工學(xué)報(bào). 2013(10)
[5]太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)熱材料研究進(jìn)展[J]. 王輝. 科技信息. 2013(03)
[6]石蠟基相變材料導(dǎo)熱性和液相滲漏研究進(jìn)展[J]. 管學(xué)茂,孫倩,朱建平,劉澤華. 化工新型材料. 2013(01)
[7]熔融鹽相變儲(chǔ)熱材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 路陽(yáng),彭國(guó)偉,王智平,王克振,馬榕彬. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(21)
[8]熱泵熱水器用相變蓄熱材料的性能研究[J]. 巫江虹,楊兆光,吳青昊,施銘耀,高學(xué)農(nóng),張正國(guó). 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2011(05)
[9]有機(jī)相變儲(chǔ)能材料研究進(jìn)展[J]. 趙杰,唐炳濤,張淑芬,王云明. 中國(guó)科技論文在線. 2010(09)
[10]碳纖維對(duì)甘二烷相變材料熱性能的影響(英文)[J]. 李敏,吳智深,陳振乾,彭昌海. Journal of Southeast University(English Edition). 2010(02)
碩士論文
[1]三水醋酸鈉相變特性及蓄熱應(yīng)用研究[D]. 蔡路茵.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3122025
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 相變蓄熱技術(shù)
1.2.1 相變蓄熱材料
1.2.2 結(jié)晶醋酸鈉相變材料研究進(jìn)展
1.2.3 強(qiáng)化相變材料導(dǎo)熱系數(shù)研究
1.3 相變蓄熱輻射采暖
1.3.1 電加熱蓄熱系統(tǒng)
1.3.2 太陽(yáng)能熱源采暖系統(tǒng)
1.3.3 相變蓄熱輻射采暖應(yīng)用研究
1.4 本課題研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新
1.4.1 課題的提出
1.4.2 課題的內(nèi)容
1.4.3 課題的創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.4 課題的項(xiàng)目資助
第二章 甲酰胺-結(jié)晶醋酸鈉復(fù)合相變材料的制備與熱物性
2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 SAT/FA復(fù)合相變材料的制備方法
2.2.1 SAT/FA低共熔體的制備
2.2.2 SAT/FA復(fù)合相變材料的制備
2.2.3 相變蓄熱體系增稠劑與成核劑篩選
2.2.4 循環(huán)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
2.3 SAT/FA復(fù)合相變材料熱物性測(cè)試
2.3.1 DSC分析
2.3.2 TG分析
2.3.3 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定
2.3.4 步冷曲線測(cè)試
2.4 SAT/FA復(fù)合相變材料結(jié)構(gòu)分析
2.4.1 XRD分析
2.4.2 紅外光譜測(cè)試
2.5 結(jié)果與討論
2.5.1 甲酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)
2.5.2 增稠劑初選
2.5.3 成核劑初選
2.5.4 增稠劑與成核劑組合優(yōu)選
2.5.5 SAT/FA復(fù)合相變材料結(jié)構(gòu)表征
2.5.6 SAT/FA復(fù)合相變材料熱性能
2.5.7 SAT/FA復(fù)合相變材料循環(huán)穩(wěn)定性
2.6 本章小結(jié)
第三章 SAT/FA復(fù)合相變材料的傳熱強(qiáng)化研究
3.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
3.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料
3.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
3.2 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料的制備方法
3.2.1 SAT/FA復(fù)合相變材料制備
3.2.2 膨脹石墨制備
3.2.3 SAT/FA-EG復(fù)合材料的制備
3.3 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料熱物性測(cè)試
3.3.1 DSC分析
3.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試
3.4 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料結(jié)構(gòu)表征
3.4.1 SEM分析
3.4.2 偏光顯微鏡(POM)分析
3.4.3 FTIR分析
3.4.4 XRD分析
3.4.5 SAT/FA-EG CPCM步冷曲線測(cè)試
3.4.6 SAT/FA-EG CPCM循環(huán)穩(wěn)定性
3.5 SAT/FA-EG復(fù)合相變材料結(jié)果與討論
3.5.1 EG質(zhì)量分?jǐn)?shù)
3.5.2 SAT/FA-EG結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
3.6 熱性能分析
3.6.1 復(fù)合相變材料蓄放熱結(jié)果與討論
3.6.2 SAT/FA-EG循環(huán)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
3.7 本章小結(jié)
第四章 基于SAT/FA復(fù)合相變材料的電加熱地板輻射采暖研究
4.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
4.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料
4.1.2 主要測(cè)試儀器
4.2 復(fù)合相變材料的制備方法
4.3 模擬小房采暖性能測(cè)試
4.3.1 不同地板層電加熱蓄放熱性能
4.3.2 不同操作條件對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響
4.4 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
Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石蠟/高密度聚乙烯/膨脹石墨導(dǎo)熱增強(qiáng)型復(fù)合相變材料熱導(dǎo)率的影響因素[J]. 劉菁偉,楊文彬,田本強(qiáng),張凱,范敬輝,范瑛. 高分子材料科學(xué)與工程. 2015(05)
[2]納米金屬粒子強(qiáng)化正十八烷相變傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周艷,張金輝,王艷,路海濱,李慶領(lǐng). 材料導(dǎo)報(bào). 2013(12)
[3]三水醋酸鈉基復(fù)合相變材料導(dǎo)熱能力強(qiáng)化研究[J]. 李偉華,茅靳豐,李金田,李永. 建筑材料學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]石蠟/膨脹石墨定形相變材料的性能[J]. 胡小冬,高學(xué)農(nóng),李得倫,陳思婷. 化工學(xué)報(bào). 2013(10)
[5]太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)熱材料研究進(jìn)展[J]. 王輝. 科技信息. 2013(03)
[6]石蠟基相變材料導(dǎo)熱性和液相滲漏研究進(jìn)展[J]. 管學(xué)茂,孫倩,朱建平,劉澤華. 化工新型材料. 2013(01)
[7]熔融鹽相變儲(chǔ)熱材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 路陽(yáng),彭國(guó)偉,王智平,王克振,馬榕彬. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(21)
[8]熱泵熱水器用相變蓄熱材料的性能研究[J]. 巫江虹,楊兆光,吳青昊,施銘耀,高學(xué)農(nóng),張正國(guó). 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2011(05)
[9]有機(jī)相變儲(chǔ)能材料研究進(jìn)展[J]. 趙杰,唐炳濤,張淑芬,王云明. 中國(guó)科技論文在線. 2010(09)
[10]碳纖維對(duì)甘二烷相變材料熱性能的影響(英文)[J]. 李敏,吳智深,陳振乾,彭昌海. Journal of Southeast University(English Edition). 2010(02)
碩士論文
[1]三水醋酸鈉相變特性及蓄熱應(yīng)用研究[D]. 蔡路茵.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3122025
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