【摘要】：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴大,我國對石油的需求日益增加。而經(jīng)過長時間的挖掘,我國油田的遞減現(xiàn)象已十分嚴重;為了使我國石油經(jīng)濟能夠持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展,必須通過大量的石油進口來解決我國的需求問題。石油一般通過油船貨油艙運輸,由于石油粘度范圍寬,凝固點差別大,所以有些凝固點高的石油在運輸過程中或裝卸時容易冷凝,因此需對其進行加熱使其保持液體狀態(tài)。然而,一般的加熱方式存在缺陷,加熱過早或溫度過高,會導致能源浪費、油船運營性差;加熱過晚或不足,容易產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象導致裝卸困難。相變材料(PCMs)具有相變潛熱大、相變溫度范圍廣、安全環(huán)保等優(yōu)點,將其作為保溫材料應用于貨油艙時,它能通過吸收或釋放能量使得溫度降低或升高,讓石油在運輸過程中能更長時間處于一個相對恒溫的環(huán)境中。但是相變材料也存在導熱性差、易泄漏等缺陷,為了解決這些問題,本文采用材料復合技術將其固定,并對制備出的新型定形相變材料的各性能進行了分析。本文的主要內容包括以下幾點:1.以優(yōu)選的硬脂酸(SA)為相變材料工作物質,洋蔥狀介孔硅(MOS)為支撐材料,通過物理吸附法制備出新型定形復合相變材料SA/MOS,并利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA、DSC等測試手段對其形貌結構、化學組成、熱穩(wěn)定性、儲熱性能等進行了分析。結果表明:MOS的多孔結構使得SA被牢固地吸附在其孔隙中,最佳吸附率為70%;在此范圍內,隨著SA含量的增加,復合材料的相變潛熱逐漸增大。70%SA/MOS的熔融溫度和凝固溫度分別為72.72℃和63.87℃,相應的焓值為108.0 J/g和126.0 J/g,高于很多其他支撐材料固定SA時的焓值;且它在50次熱循環(huán)實驗后沒發(fā)生泄漏現(xiàn)象,說明此材料熱穩(wěn)定性和儲熱性能良好。2.為了改善相變材料被固定后相變焓值降低太多的情況,利用多巴胺(Dop)對支撐材料改性合成Dop-MOS,再以此為新的支撐材料,以SA為工作物質,通過物理吸附法制備出新型定形復合相變材料SA/Dop-MOS,并對其各性能進行測試分析。結果表明:Dop-MOS的比表面積、累積體積和孔徑較MOS都有所減小,說明Dop對MOS的改性是成功的。Dop-MOS對SA的最大吸附量也為70%,70%SA/Dop-MOS相變的熔融溫度和凝固溫度分別為70.9℃和64.2℃,相應的焓值為127.2 J/g和124.9J/g;較70%SA/MOS而言分別提高了28.6%和21.0%。說明Dop的改性是有效的,SA/Dop-MOS具有更好的儲熱性能。
【學位授予單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U674.133.1
【圖文】：

第一章 緒 論究背景及意義源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎，作為三大能源之一的石油，更是一個國家源，它的穩(wěn)定供應是現(xiàn)代經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和社會穩(wěn)定的基礎[1]。而近年來，的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大，我國對石油的需求量也日益增長，已經(jīng)成為除了的第二個石油消耗大國。中國石油的開采主要集中在東部地區(qū)，經(jīng)過長時期我國油田的遞減現(xiàn)象已然十分嚴重，進一步開采的條件愈加復雜，需要的成越高[2]。為了使我國的石油經(jīng)濟能夠穩(wěn)定持續(xù)地發(fā)展，必須通過大量進口石我國對石油的需求問題；據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)統(tǒng)計，我國近十年的石油進口量 1-1 所示，明顯呈遞增趨勢。石油運輸主要有管道和海運兩種，在國際市場船舶的方式；而從世界范圍看，產(chǎn)油較多的地區(qū)是中東、非洲、北美洲等地致大量的石油必須通過海上運輸。

酸相變機理分析酸，即十八烷酸，結構簡式為 CH3(CH2)16COOH，由油脂水解生固體或微黃色蠟狀固體，能分散成粉末，微帶牛油氣味。當外界會吸收并儲存熱量，由固態(tài)像液態(tài)轉變，是一種典型的有機固-液潛熱高、相變溫度適宜、穩(wěn)定性良好、無毒易得、成本低等優(yōu)點一種材料。脂酸的儲熱性能差示掃描量熱儀（DSC）對硬脂酸的儲熱性能進行測試。取適量堝中，恰好鋪滿一層，記錄下相應的數(shù)據(jù)，再將其與一空白坩堝儀中，在電腦上輸入相應的數(shù)據(jù)，待測試結束得到硬脂酸的相變圖 2-1 所示。

介孔硅基油船貨油艙保溫材料的制備及性能研究石油的凝固點范圍，且其相變潛熱較高，有利于石油的保溫。脂酸的熱穩(wěn)定性熱重分析儀（TGA）對硬脂酸的熱穩(wěn)定性能進行測試。在完成儀器循環(huán)水的前提下，取適量硬脂酸粉末置于坩堝中，再將其與一空白爐中，在電腦上輸入相應的數(shù)據(jù)，開始式樣采集，結束后得到硬脂其結果如圖 2-2 所示。

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本文編號：2760864