基于相變材料的調(diào)溫瀝青路面應(yīng)用研究進展
發(fā)布時間：2019-09-06 20:42
【摘要】：相變材料(PCMs)由于其獨特的儲能特性,已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑等領(lǐng)域,是一種可以用于道路工程領(lǐng)域中的新型材料,具有良好的應(yīng)用前景。在總結(jié)近幾年國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,對相變儲能材料在調(diào)溫瀝青路面方面的應(yīng)用研究進行了概述。介紹了共晶系相變材料與定形相變材料的基本概念,進行了基于相變材料的路表溫度模型調(diào)溫機理分析,重點闡述相變材料摻入瀝青混合料的方式,對該研究領(lǐng)域的一些現(xiàn)存問題進行了探討。并提出了適用于瀝青路面的相變材料的性能要求與標準,展望了相變調(diào)溫瀝青路面的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。
【圖文】：
?水合鹽、金屬合金等;常用的有機類相變材料有烷烴、石蠟、脂肪酸和醇類等［9］。幾乎所有的無機水合鹽類相變材料都存在明顯的過冷和相分離現(xiàn)象，而有機相變材料過冷度較低，對儲熱實際應(yīng)用影響不大，應(yīng)用較廣［10］。2.2相變材料熱學性質(zhì)與穩(wěn)定性相變溫度和相變焓是評價相變材料熱物性質(zhì)的重要指標，差式掃描量熱法(DSC)通過保持系統(tǒng)溫度平衡，改變輸入能量使得測試相變過程的溫差變?yōu)闇y試能量差成為可能。熱效應(yīng)峰前半沿速率變化最大處切線與基線交點即為相變溫度，曲線與基線的積分所得面積即為相變焓(圖1)。鑒于大多數(shù)PCMs的低熱導率，延長了儲能周期，國內(nèi)外學者提出摻入高電導率的石墨顆�；蚶w維材料以增強PCMs的導熱性［11，12］。熱學穩(wěn)定性是評價相變材料的另一項重要標準，通過其在重復(fù)相變后其熱物性變化差異表征。許多研究人員進行了熱循環(huán)試驗以檢查PCMs的穩(wěn)定性［13，14］，結(jié)果顯示有機PCMs往往比無機PCM具有更好的熱穩(wěn)定性。圖1相變材料的DSC曲線Fig.1DSCcurveofthePCMs2.3共晶系相變材料PCMs的實際應(yīng)用中，其相變溫度是制約材料選擇的一個重要因素，國內(nèi)外學者依據(jù)熱力學理論，對二元共晶體系的相變焓及相變溫度進行分析。在單元相變材料A中加入B，其相變溫度逐漸下降，在C點處，兩相同時結(jié)晶(圖2)。最終以共晶點比例混合的共晶相變系與單元相變材料的相變性能一致，具有確定的單一相變溫度與相變焓［15］，這為制備具有合適相變溫度及相變焓的多元體系相變材料提供了理論基矗圖2二元共晶系相圖Fig.2Phasediagramofbinaryeutecticsystem2.4定形相變材料相變材料雖有諸多優(yōu)點，但考慮到其在相變過程中的物態(tài)變化可能會出現(xiàn)液態(tài)，極容易泄露，目前建筑行業(yè)用相變材料多采用一定的?
增強PCMs的導熱性［11，12］。熱學穩(wěn)定性是評價相變材料的另一項重要標準，通過其在重復(fù)相變后其熱物性變化差異表征。許多研究人員進行了熱循環(huán)試驗以檢查PCMs的穩(wěn)定性［13，14］，結(jié)果顯示有機PCMs往往比無機PCM具有更好的熱穩(wěn)定性。圖1相變材料的DSC曲線Fig.1DSCcurveofthePCMs2.3共晶系相變材料PCMs的實際應(yīng)用中，其相變溫度是制約材料選擇的一個重要因素，國內(nèi)外學者依據(jù)熱力學理論，對二元共晶體系的相變焓及相變溫度進行分析。在單元相變材料A中加入B，其相變溫度逐漸下降，在C點處，兩相同時結(jié)晶(圖2)。最終以共晶點比例混合的共晶相變系與單元相變材料的相變性能一致，具有確定的單一相變溫度與相變焓［15］，這為制備具有合適相變溫度及相變焓的多元體系相變材料提供了理論基矗圖2二元共晶系相圖Fig.2Phasediagramofbinaryeutecticsystem2.4定形相變材料相變材料雖有諸多優(yōu)點，，但考慮到其在相變過程中的物態(tài)變化可能會出現(xiàn)液態(tài)，極容易泄露，目前建筑行業(yè)用相變材料多采用一定的封裝技術(shù)，形成定形相變材料，微觀呈現(xiàn)固—液相變形態(tài)，宏觀上呈現(xiàn)固—固相變，以保證復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和耐久性。定形相變材料一般由載體基質(zhì)和相變材料組成，載體基質(zhì)多為聚合物或無機多孔材料，其中高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物等聚合物與石蠟、脂肪酸等有機相變材料在組成、性質(zhì)具有相似性，故而有著非常好的相容性，可形成形狀穩(wěn)定的復(fù)合相變材468
【作者單位】： 長沙理工大學交通運輸工程學院;特殊環(huán)境道路工程湖南省重點實驗室;
【基金】：湖南省教育廳科學研究項目-優(yōu)秀青年項目(16B007)
【分類號】：U416.217
本文編號：2532828
【圖文】：
?水合鹽、金屬合金等;常用的有機類相變材料有烷烴、石蠟、脂肪酸和醇類等［9］。幾乎所有的無機水合鹽類相變材料都存在明顯的過冷和相分離現(xiàn)象，而有機相變材料過冷度較低，對儲熱實際應(yīng)用影響不大，應(yīng)用較廣［10］。2.2相變材料熱學性質(zhì)與穩(wěn)定性相變溫度和相變焓是評價相變材料熱物性質(zhì)的重要指標，差式掃描量熱法(DSC)通過保持系統(tǒng)溫度平衡，改變輸入能量使得測試相變過程的溫差變?yōu)闇y試能量差成為可能。熱效應(yīng)峰前半沿速率變化最大處切線與基線交點即為相變溫度，曲線與基線的積分所得面積即為相變焓(圖1)。鑒于大多數(shù)PCMs的低熱導率，延長了儲能周期，國內(nèi)外學者提出摻入高電導率的石墨顆�；蚶w維材料以增強PCMs的導熱性［11，12］。熱學穩(wěn)定性是評價相變材料的另一項重要標準，通過其在重復(fù)相變后其熱物性變化差異表征。許多研究人員進行了熱循環(huán)試驗以檢查PCMs的穩(wěn)定性［13，14］，結(jié)果顯示有機PCMs往往比無機PCM具有更好的熱穩(wěn)定性。圖1相變材料的DSC曲線Fig.1DSCcurveofthePCMs2.3共晶系相變材料PCMs的實際應(yīng)用中，其相變溫度是制約材料選擇的一個重要因素，國內(nèi)外學者依據(jù)熱力學理論，對二元共晶體系的相變焓及相變溫度進行分析。在單元相變材料A中加入B，其相變溫度逐漸下降，在C點處，兩相同時結(jié)晶(圖2)。最終以共晶點比例混合的共晶相變系與單元相變材料的相變性能一致，具有確定的單一相變溫度與相變焓［15］，這為制備具有合適相變溫度及相變焓的多元體系相變材料提供了理論基矗圖2二元共晶系相圖Fig.2Phasediagramofbinaryeutecticsystem2.4定形相變材料相變材料雖有諸多優(yōu)點，但考慮到其在相變過程中的物態(tài)變化可能會出現(xiàn)液態(tài)，極容易泄露，目前建筑行業(yè)用相變材料多采用一定的?
增強PCMs的導熱性［11，12］。熱學穩(wěn)定性是評價相變材料的另一項重要標準，通過其在重復(fù)相變后其熱物性變化差異表征。許多研究人員進行了熱循環(huán)試驗以檢查PCMs的穩(wěn)定性［13，14］，結(jié)果顯示有機PCMs往往比無機PCM具有更好的熱穩(wěn)定性。圖1相變材料的DSC曲線Fig.1DSCcurveofthePCMs2.3共晶系相變材料PCMs的實際應(yīng)用中，其相變溫度是制約材料選擇的一個重要因素，國內(nèi)外學者依據(jù)熱力學理論，對二元共晶體系的相變焓及相變溫度進行分析。在單元相變材料A中加入B，其相變溫度逐漸下降，在C點處，兩相同時結(jié)晶(圖2)。最終以共晶點比例混合的共晶相變系與單元相變材料的相變性能一致，具有確定的單一相變溫度與相變焓［15］，這為制備具有合適相變溫度及相變焓的多元體系相變材料提供了理論基矗圖2二元共晶系相圖Fig.2Phasediagramofbinaryeutecticsystem2.4定形相變材料相變材料雖有諸多優(yōu)點，，但考慮到其在相變過程中的物態(tài)變化可能會出現(xiàn)液態(tài)，極容易泄露，目前建筑行業(yè)用相變材料多采用一定的封裝技術(shù)，形成定形相變材料，微觀呈現(xiàn)固—液相變形態(tài)，宏觀上呈現(xiàn)固—固相變，以保證復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和耐久性。定形相變材料一般由載體基質(zhì)和相變材料組成，載體基質(zhì)多為聚合物或無機多孔材料，其中高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物等聚合物與石蠟、脂肪酸等有機相變材料在組成、性質(zhì)具有相似性，故而有著非常好的相容性，可形成形狀穩(wěn)定的復(fù)合相變材468
【作者單位】： 長沙理工大學交通運輸工程學院;特殊環(huán)境道路工程湖南省重點實驗室;
【基金】：湖南省教育廳科學研究項目-優(yōu)秀青年項目(16B007)
【分類號】：U416.217
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本文編號：2532828
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