本文關鍵詞：微膠囊相變懸浮液的物理穩(wěn)定性及熱力特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微膠囊相變懸浮液作為一種潛熱功能流體在熱交換系統(tǒng)以及熱存儲領域發(fā)揮著重要作用。為了深入理解作為功能流體的微膠囊相變懸浮液的熱物性以及傳熱特性,本文展開了一系列研究。本文首先對微膠囊相變懸浮液的穩(wěn)定性進行了理論和實驗研究。結果表明,顆粒的當量直徑,顆粒與基液的密度差,基液的動力黏度是影響懸浮液穩(wěn)定性的重要因素。當量直徑越小,密度差越小,基液的動力粘度越大,微膠囊相變懸浮液的穩(wěn)定性越好。在穩(wěn)定性理論分析基礎上,通過匹配相變微膠囊顆粒與基液的密度,配制得穩(wěn)定性要求符合后續(xù)實驗需要的微膠囊相變懸浮液。結果表明:對于名義粒徑為20μm的相變微膠囊顆粒,當以密度為0.9343g/m L的丙醇/水混合物為基液時,可以靜置24小時不分層;對于名義粒徑為5μm的相變微膠囊顆粒,當以密度為0.9288g/m L的丙醇/水混合物為基液時,可以靜置24小時不分層。建立了高濃度的20μm和5μm的微膠囊相變懸浮液的粘度計算公式,在不同經(jīng)驗公式基礎上,通過理論分析,系數(shù)修正,公式推導得出了分別適用于不同微膠囊相變懸浮液的粘度計算方法。結果表明:對于微膠囊顆粒粒徑為20μm的懸浮液來說,當濃度高達50wt.%時,仍然為牛頓流體,修正de Kruif公式和Brinkman-Roscoe公式對計算20μm微膠囊相變懸浮液精度較高;而對于5μm的微膠囊相變懸浮液,當濃度達到40wt.%時,發(fā)生了剪切變稀,由牛頓流體轉(zhuǎn)變成塑性流體,修正Brinkman-Roscoe公式對計算5μm微膠囊相變懸浮液具有較高的精度。高分子減阻劑和表面活性減阻劑對微膠囊相變懸浮液粘度的影響不同。結果表明:高分子減阻劑(聚丙烯酰胺,羧甲基纖維素鈉和聚氧化乙烯)較表面活性減阻劑(CTAC/NaSal)減阻效果差。通過改變CTAC/NaSal的濃度及懸浮液在管段中的流動速度,可以發(fā)現(xiàn)當流體的質(zhì)量流量為70.46Kg/h,CTAC/NaSal濃度為0.0015%時,降摩阻率可以達到3.85%。對流換熱實驗證明了微膠囊相變懸浮液較傳統(tǒng)的載熱介質(zhì)(水)確實具有一定的優(yōu)勢。結果表明:微膠囊相變懸浮液和水流經(jīng)同一實驗管段時,當入口溫度,質(zhì)量流量相差甚微時,微膠囊相變懸浮液的外管壁溫和流體溫度維持在一定溫度,水的外管壁溫和流體溫度隨軸向流動持續(xù)升高,最終水的出口溫度比微膠囊相變懸浮液高13.24℃,水的出口外管壁溫比微膠囊相變懸浮液的外管壁溫高28.92℃;且處于相變區(qū)的微膠囊相變懸浮液的對流傳熱系數(shù)和傳熱特征數(shù)都大于水的。
【關鍵詞】：微膠囊相變懸浮液 粘度 減阻劑 傳熱特性
【學位授予單位】：上海電力學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB34;O648.22
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 概述9-11
• 1.2 相變儲能流體11
• 1.3 微膠囊相變懸浮液11-14
• 1.4 本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 微膠囊相變懸浮液的穩(wěn)定性理論分析16-21
• 2.1 微膠囊相變懸浮液的穩(wěn)定性實驗16-17
• 2.2 穩(wěn)定性影響因素的理論分析17-20
• 2.3 本章小結20-21
• 第三章 微膠囊相變懸浮液的制備方法及物性分析21-38
• 3.1 以丙醇/水混合液為基液的制備方法21-26
• 3.1.1 實驗材料及裝置21
• 3.1.2 制備方法21-26
• 3.2 微膠囊相變懸浮液的物性分析26-36
• 3.2.0 相變微膠囊粒徑粒徑大小與分布26-28
• 3.2.1 微膠囊相變懸浮液的密度28-29
• 3.2.2 微膠囊相變懸浮液的導熱系數(shù)（僅測名義粒徑為 20μm）29-31
• 3.2.3 微膠囊相變懸浮液的DSC測試與分析31-34
• 3.2.4 微膠囊相變懸浮液的熱重分析34-35
• 3.2.5 微膠囊相變懸浮液的等效比熱容35-36
• 3.3 本章小結36-38
• 第四章 懸浮液牛頓流體分界線的判定38-53
• 4.1 流體的流變特性概述及流變儀的校驗38-39
• 4.2 牛頓向非牛頓流體過渡的濃度值實驗研究39-40
• 4.3 相變溫度對相變懸浮液流變特性的影響40-41
• 4.4 溫度對微膠囊相變懸浮液粘度的影響及粘度公式推導41-52
• 4.4.1 20μm微膠囊相變懸浮液粘度公式的擬合43-47
• 4.4.2 5μm微膠囊相變懸浮液粘度公式的推導47-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第五章 減阻劑對微膠囊相變懸浮液流變特性及減阻效果的研究53-63
• 5.1 減阻劑及減阻機理簡介53-54
• 5.2 表面活性劑型減阻劑對微膠囊相變懸浮液流變特性的影響54-56
• 5.3 高分子型減阻劑對微膠囊相變懸浮液流變特性的影響56-59
• 5.3.1 聚丙烯酰胺（PAM）56-57
• 5.3.2 羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）57-58
• 5.3.3 聚氧化乙烯（PEO）58-59
• 5.4 CTAC/NaSal的減阻效果實驗研究59-61
• 5.4.1 實驗臺簡介與實驗研究59-60
• 5.4.2 結果及討論60-61
• 5.5 本章小結61-63
• 第六章 微膠囊相變懸浮液對流換熱的實驗研究63-68
• 6.1 實驗方法63-64
• 6.2 數(shù)據(jù)處理64-65
• 6.3 結果與討論65-67
• 6.4 本章小結67-68
• 第七章 結論68-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 攻讀學位期間取得的研究成果75

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