基于分子動力學的相變微膠囊與瀝青相容性及增強機理研究
發(fā)布時間:2021-07-05 17:50
微膠囊法是相變材料(PCM)封裝的一種重要手段,為了改善加入相變微膠囊后瀝青路面的低溫性能,采用分子動力學方法,對相變微膠囊的相變機制、與瀝青共混后的相容性和抗拉強度等進行模擬分析。對瀝青四組分(As,R,S,Ar)、三聚氰胺甲醛樹脂(MF)、瀝青四組分與MF共混體系、瀝青四組分與石墨烯(CG)共混體系、MF與CG共混體系、瀝青體系、瀝青與MF共混體系、瀝青與CG共混體系等17個分子體系分別進行了溶度參數(shù)和內(nèi)聚能密度計算,分析了MF,CG與瀝青四組分之間的相容性變化規(guī)律,評價了MF,CG對瀝青四組分抗拉強度的影響。對以MF為壁材、正十四烷為芯材的3種不同微觀結構PCM分子模型和以石墨烯復合三聚氰胺甲醛樹脂(CGMF)為壁材、正十四烷為芯材的2種不同微觀結構PCM分子模型進行了升溫過程相變性能模擬研究,分析了壁材厚度、芯材體積大小對PCM相變性能的影響,并比較了不同種類壁材PCM的熱效率。通過對CGMF為壁材的PCM降溫過程的相變性能模擬研究,進一步分析了CG對PCM熱效率的影響。研究結果表明:采用CGMF為壁材制備PCM,可以提升PCM的熱效率,CGMFPCM2031的能量效率比MFP...
【文章來源】:中國公路學報. 2020,33(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:14 頁
【部分圖文】:
不同材料分子模型
各分子模擬體系在不同溫度下的溶度參數(shù)(δ)如表3、圖3所示,表3中CG的δ數(shù)值是根據(jù)文獻[37]的試驗數(shù)據(jù)計算得出的,為便于分析,表3中數(shù)據(jù)已按照283K條件下的δ數(shù)值由小到大進行排序。由各分子模擬體系的溶度參數(shù)(表3)和變化趨勢(圖3),并依據(jù)溶質(zhì)與溶劑的相容性評價方法[32-33],分析可得出:
以MF為壁材的3個PCM體系能量隨溫度變化的情況如圖12所示。MFPCM2030在升溫過程中,體系能量隨溫度升高而波動劇烈。MF-PCM1420在升溫過程中,能量曲線的變化率在相變前后較為一致,而在273K~303K溫度區(qū)間能量曲線向上方凸出,體系出現(xiàn)了能量的儲存或釋放過程。MFPCM2026在升溫過程中,體系能量有一定的波動,能量曲線的斜率大于MFPCM1420,而在273K~313K區(qū)間能量曲線向下方凸出,體系也出現(xiàn)了能量的儲存或釋放過程。對比發(fā)現(xiàn),壁厚小的MFPCM1420,MF-PCM2026能量儲存或釋放的過程更為顯著,壁厚相同的情況下,芯材體積大的MFPCM2026能量變化幅度更大。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]正十四烷烴相變過程的分子動力學模擬[J]. 章學來,王緒哲,王繼芬,徐笑鋒,華維三,房滿庭. 儲能科學與技術. 2019(05)
[2]石墨烯在瀝青復合材料中的研究現(xiàn)狀[J]. 張霞,黃剛,周超,袁小亞,賀俊璽,馮曼曼,劉昭. 中南大學學報(自然科學版). 2019(07)
[3]智能路面發(fā)展與展望[J]. WANG Linbing,王含笑,趙千,楊海露,趙鴻鐸,HUANG Baoshan. 中國公路學報. 2019(04)
[4]用漢森溶解度參數(shù)評估功能化石墨烯在溶劑中的分散性[J]. 劉建強,馬婧. 過程工程學報. 2019(01)
[5]膨脹石墨/聚乙二醇復合相變材料控溫效果及與瀝青相容性研究[J]. 林浩東,張東,陳美祝,吳少鵬,萬九鳴,孔德智. 武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2018(01)
[6]基于分子動力學的膠粉改性瀝青中膠粉與瀝青相容性研究[J]. 王嵐,張樂,劉旸. 建筑材料學報. 2018(04)
[7]聚乙二醇/不飽和聚酯樹脂復合相變儲熱材料的性能[J]. 李菁若. 高分子材料科學與工程. 2016(10)
[8]抗剝落劑與瀝青相容性的分子動力學研究[J]. 朱建勇,何兆益. 公路交通科技. 2016(01)
[9]抗凝冰相變?yōu)r青材料的研究[J]. 朱建勇,何兆益,林菲飛. 材料導報. 2015(S2)
[10]聚乙二醇對瀝青及其混合料儲熱性能的影響[J]. 曹長斌,羅陽明,李文虎,何麗紅,朱洪洲. 化工新型材料. 2013(04)
博士論文
[1]基于固液相變傳熱介質(zhì)的動力電池熱管理研究[D]. 饒中浩.華南理工大學 2013
碩士論文
[1]十四烷/三聚氰胺甲醛樹脂相變微膠囊制備及改性瀝青性能研究[D]. 王亞川.長安大學 2017
本文編號:3266536
【文章來源】:中國公路學報. 2020,33(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:14 頁
【部分圖文】:
不同材料分子模型
各分子模擬體系在不同溫度下的溶度參數(shù)(δ)如表3、圖3所示,表3中CG的δ數(shù)值是根據(jù)文獻[37]的試驗數(shù)據(jù)計算得出的,為便于分析,表3中數(shù)據(jù)已按照283K條件下的δ數(shù)值由小到大進行排序。由各分子模擬體系的溶度參數(shù)(表3)和變化趨勢(圖3),并依據(jù)溶質(zhì)與溶劑的相容性評價方法[32-33],分析可得出:
以MF為壁材的3個PCM體系能量隨溫度變化的情況如圖12所示。MFPCM2030在升溫過程中,體系能量隨溫度升高而波動劇烈。MF-PCM1420在升溫過程中,能量曲線的變化率在相變前后較為一致,而在273K~303K溫度區(qū)間能量曲線向上方凸出,體系出現(xiàn)了能量的儲存或釋放過程。MFPCM2026在升溫過程中,體系能量有一定的波動,能量曲線的斜率大于MFPCM1420,而在273K~313K區(qū)間能量曲線向下方凸出,體系也出現(xiàn)了能量的儲存或釋放過程。對比發(fā)現(xiàn),壁厚小的MFPCM1420,MF-PCM2026能量儲存或釋放的過程更為顯著,壁厚相同的情況下,芯材體積大的MFPCM2026能量變化幅度更大。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]正十四烷烴相變過程的分子動力學模擬[J]. 章學來,王緒哲,王繼芬,徐笑鋒,華維三,房滿庭. 儲能科學與技術. 2019(05)
[2]石墨烯在瀝青復合材料中的研究現(xiàn)狀[J]. 張霞,黃剛,周超,袁小亞,賀俊璽,馮曼曼,劉昭. 中南大學學報(自然科學版). 2019(07)
[3]智能路面發(fā)展與展望[J]. WANG Linbing,王含笑,趙千,楊海露,趙鴻鐸,HUANG Baoshan. 中國公路學報. 2019(04)
[4]用漢森溶解度參數(shù)評估功能化石墨烯在溶劑中的分散性[J]. 劉建強,馬婧. 過程工程學報. 2019(01)
[5]膨脹石墨/聚乙二醇復合相變材料控溫效果及與瀝青相容性研究[J]. 林浩東,張東,陳美祝,吳少鵬,萬九鳴,孔德智. 武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2018(01)
[6]基于分子動力學的膠粉改性瀝青中膠粉與瀝青相容性研究[J]. 王嵐,張樂,劉旸. 建筑材料學報. 2018(04)
[7]聚乙二醇/不飽和聚酯樹脂復合相變儲熱材料的性能[J]. 李菁若. 高分子材料科學與工程. 2016(10)
[8]抗剝落劑與瀝青相容性的分子動力學研究[J]. 朱建勇,何兆益. 公路交通科技. 2016(01)
[9]抗凝冰相變?yōu)r青材料的研究[J]. 朱建勇,何兆益,林菲飛. 材料導報. 2015(S2)
[10]聚乙二醇對瀝青及其混合料儲熱性能的影響[J]. 曹長斌,羅陽明,李文虎,何麗紅,朱洪洲. 化工新型材料. 2013(04)
博士論文
[1]基于固液相變傳熱介質(zhì)的動力電池熱管理研究[D]. 饒中浩.華南理工大學 2013
碩士論文
[1]十四烷/三聚氰胺甲醛樹脂相變微膠囊制備及改性瀝青性能研究[D]. 王亞川.長安大學 2017
本文編號:3266536
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