本文關鍵詞：三水合乙酸鈉復合相變儲熱材料的制備與熱物性研究

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【摘要】：隨著社會的發(fā)展,化石能源的大量消耗與環(huán)境的日益惡化間的矛盾越來越凸顯,而提高能源的利用率是緩解能源與環(huán)境矛盾的主要方向。相變儲能材料是一類可以實現(xiàn)熱能時空轉換的物質,對提高能源的利用率有重要的意義。三水合乙酸鈉作為一種常見的相變材料,具有相變潛熱大、制備方便、價格低等特點,被廣泛應用于太陽能熱利用、熱泵和余熱回收等領域,但由于其本身導熱系數(shù)低、放熱速率慢,因此提高材料的導熱系數(shù)和放熱速率成為了材料應用的關鍵。針對三水合乙酸鈉導熱系數(shù)低、放熱速率慢的問題,本文提出采用混合添加的方法提高材料導熱系數(shù)的研究方案,并針對不同添加物、添加量等影響性能的參數(shù)進行研究,同時做了對比分析。本文以三水合乙酸鈉作為基體材料,以高導熱系數(shù)膨脹石墨作為添加材料,通過熔融共混的方法制備了三個系列膨脹石墨／三水合乙酸鈉復合相變儲能材料,并通過掃描電子顯微鏡、差示掃描量熱儀、HotDisk測試儀及搭建儲／放熱測試系統(tǒng)等手段對復合材料的微觀形貌和熱物性進行了表征和測試,研究了膨脹石墨添加量、顆粒粒徑、不同粒徑混合填充三個系列復合材料的熱物性,并對復合材料的微觀形貌、相變溫度、相變潛熱、儲／放熱速率、儲／放熱時間、過冷度進行了分析,其結果如下：1、針對膨脹石墨添加量發(fā)現(xiàn),添加量較低時,膨脹石墨在復合材料中有團聚的現(xiàn)象,導熱系數(shù)也較低。膨脹石墨添加量達到0.25g時,膨脹石墨達到“滲濾”閥值,膨脹石墨在復合材料中分散情況好,材料的導熱系數(shù)達到2.32W/(m·K),材料相變潛熱相比三水合乙酸鈉基體下降了3.3%,多次循環(huán)后材料過冷度保持1.7℃,材料的循環(huán)性能較好。2、針對膨脹石墨的粒徑不同,發(fā)現(xiàn)320目膨脹石墨的粒徑在三水合乙酸鈉基體中更容易出現(xiàn)團聚,材料導熱系數(shù)相對較低,添加50目和320目膨脹石墨的兩系列復合材料導熱系數(shù)的最大差距為0.30 W/(m·K),而相變溫度均在56℃。57℃之間,在“滲濾”閥值時,復合材料導熱系數(shù)的差距縮短到0.19W／(m·K),320目系列復合材料過冷度較低,相變潛熱為238.234 J/g,相比50目膨脹石墨復合材料的相變潛熱增加約9J/g。3、針對膨脹石墨大小粒徑混合添加發(fā)現(xiàn),50目：320目膨脹石墨比例為5：3時,膨脹石墨在三水合乙酸鈉中形成了較好的導熱網鏈,復合材料的導熱系數(shù)為2.89W/(m·K),儲放熱時間大幅縮短,320目膨脹石墨未影響復合材料相變潛熱,相變溫度升高約1℃。經多次循環(huán)后材料過冷度維持1.2℃。
【關鍵詞】：相變材料 膨脹石墨 潛熱 復合材料
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 相變儲能材料簡介14-15
• 1.1.1 相變儲能材料概述14
• 1.1.2 相變儲能材料的優(yōu)選原則14-15
• 1.1.3 相變儲能材料的儲能方式15
• 1.2 相變儲能材料的分類15-19
• 1.2.1 無機相變儲能材料16-18
• 1.2.2 有機相變儲能材料18-19
• 1.2.3 復合相變儲能材料19
• 1.3 三水合乙酸鈉復合相變儲能材料的研究進展19-21
• 1.3.1 三水合醋酸鈉性能的研究進展19-20
• 1.3.2 三水合乙酸鈉復合相變儲能材料導熱性的研究進展20-21
• 1.4 相變儲能材料的應用進展21-24
• 1.4.1 建筑技術應用相變儲能材料的進展21-22
• 1.4.2 工業(yè)余熱回收應用相變儲能材料的進展22-23
• 1.4.3 太陽能技術應用相變儲能材料的進展23
• 1.4.4 熱泵應用相變儲能材料的進展23-24
• 1.5 本文研究內容和研究目的24-26
• 1.5.1 研究目的24-25
• 1.5.2 研究內容25-26
• 第二章 復合相變儲能材料的制備及實驗系統(tǒng)測試原理26-34
• 2.1 實驗原料26-28
• 2.1.1 主要原材料介紹26-28
• 2.2 實驗設備與測試儀器28
• 2.3 試樣制備28-30
• 2.3.1 三水合乙酸鈉基的制備29
• 2.3.2 三水合乙酸鈉/膨脹石墨復合相變材料的制備29-30
• 2.4 性能測試及表征方法30-33
• 2.4.1 微觀形貌表征30
• 2.4.2 熱性能表征30-31
• 2.4.3 導熱系數(shù)測試31-32
• 2.4.4 儲、放熱性能測試系統(tǒng)32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第三章 膨脹石墨含量對復合材料熱物性的影響34-44
• 3.1 復合材料微觀形貌表征34-35
• 3.2 復合材料DSC測試結果及分析35-37
• 3.3 復合材料導熱系數(shù)測試結果及分析37-38
• 3.4 復合材料的儲、放熱性能38-41
• 3.5 循環(huán)次數(shù)對過冷度的影響41-42
• 3.6 本章小結42-44
• 第四章 膨脹石墨粒徑對復合材料熱物性的影響44-54
• 4.1 復合材料微觀形貌表征44-45
• 4.2 復合材料DSC測試結果及分析45-47
• 4.3 復合材料導熱系數(shù)測試結果及分析47-48
• 4.4 復合材料的儲、放熱性能48-51
• 4.5 循環(huán)次數(shù)對過冷度的影響51-52
• 4.6 本章小結52-54
• 第五章 膨脹石墨不同粒徑混合比例對復合材料熱物性的影響54-64
• 5.1 復合材料微觀形貌表征54-55
• 5.2 復合材料DSC測試結果及分析55-56
• 5.3 復合材料導熱系數(shù)測試結果及分析56-57
• 5.4 復合材料的儲、放熱性能57-61
• 5.5 循環(huán)次數(shù)對過冷度的影響61-63
• 5.6 本章小結63-64
• 結論與展望64-66
• 參考文獻66-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文72-74
• 致謝74

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中國期刊全文數(shù)據庫 前3條

1 唐鈺成;鄭瑞佩;王振國;;三水合乙酸鈉蓄熱特性的研究[J];河北省科學院學報;1988年02期

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中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前1條

1 向歡歡;三水合乙酸鈉復合相變儲熱材料的制備與熱物性研究[D];廣東工業(yè)大學;2016年

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本文編號：905738