中低溫相變蓄熱材料熱物理特性的實驗探究
發(fā)布時間:2021-11-07 17:34
由于蓄熱技術(shù)可以解決能源的供需不匹配問題,因此其在工業(yè)余熱回收和新能源利用中扮演著很重要的地位。學者通常將蓄熱技術(shù)分為四類:顯熱蓄熱技術(shù);化學儲能技術(shù);潛熱儲熱技術(shù);相變蓄熱技術(shù);吸附式蓄熱技術(shù)。在以上四種蓄熱技術(shù)中,相變蓄熱技術(shù)由于具有在蓄熱過程中溫度波動小和蓄熱量大等優(yōu)點,其在最近幾十年得到了研究者們的青睞。相變材料在潛熱蓄熱(相變儲熱)中扮演著舉足輕重的地位,這是因為其是相變蓄熱技術(shù)中的儲能載體,儲能系統(tǒng)依賴儲能材料來進行儲放熱。本文以此為核心,著眼于兩者低溫相變蓄熱材料的開發(fā)與熱物理特性的實驗研究。第一種相變材料是一種三元混合硝酸熔融鹽,該混合鹽是利用硝酸鈣、硝酸鉀和硝酸鈉混合而成的無機鹽。通過實驗研究得出,32%硝酸鈣-24%硝酸鈉-44%硝酸鉀(質(zhì)量比)的三元混合硝酸鹽具有最大的相變潛熱。其焓值為67 J/g,熔點為80℃。實驗還進一步測試了該三元混合硝酸鹽比熱容,熱分解性,導熱率,黏度以及循環(huán)穩(wěn)定性。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn),這些良好的性能加上低廉的價格使得該三元混合硝酸鹽具有比較廣闊的應(yīng)用前景。第二種相變材料為八水氫氧化鋇,其熔點為78℃,相變潛熱為572 KJ/L,但其存在嚴重的過...
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
蓄熱材料的分類Fig.1-1Classificationofenergystoragematerials
2.2.6 馬爾文旋轉(zhuǎn)流變儀 Kinexus+旋轉(zhuǎn)流變儀是確定流體黏度的常見儀器,其測試原理如下:1、旋轉(zhuǎn)流變儀依靠旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生剪切力;2、利用得到的剪切力經(jīng)過相應(yīng)換算來快速確定樣品的黏度。實驗中用來測量樣品的流體黏度的流變儀型號是馬爾文旋轉(zhuǎn)流變儀 Kinexus+系列。其扭矩范圍為 5nNm 到250nNm,測試誤差為 10%。實驗方法是將樣品放在一個直徑為 40MM 的不銹鋼圓盤下面,在氮氣的保護下利用圓盤的旋轉(zhuǎn)測量出剪切力,最后換算成樣品的黏度系數(shù)。2.3 實驗結(jié)果討論與分析本節(jié)主要介紹樣品的焓值、比熱、導熱、熱分解、黏度等熱物性參數(shù)的測量結(jié)果,重點分析樣品在發(fā)生相變過程中的熱物理性質(zhì)的轉(zhuǎn)變,并討論其在工業(yè)運用中的可行性。2.3.1 焓值(Fusion Heat)按照三元相圖73配置 32 組不同質(zhì)量比的三元硝酸鹽混合物,用 STA 進行測試,發(fā)現(xiàn)只有其中的三組顯示出具有明顯的潛熱峰值,圖 2-1(a)、(b)分別表示三元相圖和三組樣品的 STA掃描圖,表 2-1 表示焓值。
表 2-2 給出了兩組樣品中出現(xiàn)相變峰的焓值大。╝)1 號樣品 Ca:Na:K=34:20:46(wt%) (b)3 號樣品 Ca:Na:K=32:24:44(wt%) (c)兩組樣品對比圖圖 2-2 樣品的循環(huán)穩(wěn)定性測量(x 軸為溫度)Fig.2-2 Samples’cycle curves (the X axis is tempere
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中高溫儲熱材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 葛志偉,葉鋒,Mathieu Lasfargues,楊軍,丁玉龍. 儲能科學與技術(shù). 2012(02)
[2]鉀明礬蓄熱性能的研究與改善[J]. 宋婧,曾令可,稅安澤,劉艷春,王慧. 人工晶體學報. 2007(02)
[3]無機水合鹽相變儲熱材料的過冷性研究[J]. 曾翠華,張仁元. 能源研究與信息. 2005(01)
[4]硫酸鋁鉀熱分解反應(yīng)動力學模型[J]. 張建軍,魏海玉,任志強. 無機化學學報. 2001(02)
[5]Na2S2O3·5H2O用作儲熱材料的研究[J]. 丁益民,吳炯文,陸文聰. 上海大學學報(自然科學版). 1998(05)
[6]水合鹽儲熱材料的成核作用[J]. 丁益民,閻立誠,薛俊慧. 化學物理學報. 1996(01)
碩士論文
[1]用于建筑節(jié)能的相變蓄熱材料熱性能研究[D]. 程玉蓉.浙江大學 2006
本文編號:3482266
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
蓄熱材料的分類Fig.1-1Classificationofenergystoragematerials
2.2.6 馬爾文旋轉(zhuǎn)流變儀 Kinexus+旋轉(zhuǎn)流變儀是確定流體黏度的常見儀器,其測試原理如下:1、旋轉(zhuǎn)流變儀依靠旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生剪切力;2、利用得到的剪切力經(jīng)過相應(yīng)換算來快速確定樣品的黏度。實驗中用來測量樣品的流體黏度的流變儀型號是馬爾文旋轉(zhuǎn)流變儀 Kinexus+系列。其扭矩范圍為 5nNm 到250nNm,測試誤差為 10%。實驗方法是將樣品放在一個直徑為 40MM 的不銹鋼圓盤下面,在氮氣的保護下利用圓盤的旋轉(zhuǎn)測量出剪切力,最后換算成樣品的黏度系數(shù)。2.3 實驗結(jié)果討論與分析本節(jié)主要介紹樣品的焓值、比熱、導熱、熱分解、黏度等熱物性參數(shù)的測量結(jié)果,重點分析樣品在發(fā)生相變過程中的熱物理性質(zhì)的轉(zhuǎn)變,并討論其在工業(yè)運用中的可行性。2.3.1 焓值(Fusion Heat)按照三元相圖73配置 32 組不同質(zhì)量比的三元硝酸鹽混合物,用 STA 進行測試,發(fā)現(xiàn)只有其中的三組顯示出具有明顯的潛熱峰值,圖 2-1(a)、(b)分別表示三元相圖和三組樣品的 STA掃描圖,表 2-1 表示焓值。
表 2-2 給出了兩組樣品中出現(xiàn)相變峰的焓值大。╝)1 號樣品 Ca:Na:K=34:20:46(wt%) (b)3 號樣品 Ca:Na:K=32:24:44(wt%) (c)兩組樣品對比圖圖 2-2 樣品的循環(huán)穩(wěn)定性測量(x 軸為溫度)Fig.2-2 Samples’cycle curves (the X axis is tempere
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中高溫儲熱材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 葛志偉,葉鋒,Mathieu Lasfargues,楊軍,丁玉龍. 儲能科學與技術(shù). 2012(02)
[2]鉀明礬蓄熱性能的研究與改善[J]. 宋婧,曾令可,稅安澤,劉艷春,王慧. 人工晶體學報. 2007(02)
[3]無機水合鹽相變儲熱材料的過冷性研究[J]. 曾翠華,張仁元. 能源研究與信息. 2005(01)
[4]硫酸鋁鉀熱分解反應(yīng)動力學模型[J]. 張建軍,魏海玉,任志強. 無機化學學報. 2001(02)
[5]Na2S2O3·5H2O用作儲熱材料的研究[J]. 丁益民,吳炯文,陸文聰. 上海大學學報(自然科學版). 1998(05)
[6]水合鹽儲熱材料的成核作用[J]. 丁益民,閻立誠,薛俊慧. 化學物理學報. 1996(01)
碩士論文
[1]用于建筑節(jié)能的相變蓄熱材料熱性能研究[D]. 程玉蓉.浙江大學 2006
本文編號:3482266
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