鋰離子電池在高環(huán)境溫度、高倍率充放電等惡劣工況下易發(fā)生熱失控,進(jìn)而引發(fā)電動汽車整車安全問題,因此,鋰離子電池的熱安全逐漸成為制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。為加快電池?zé)崃總鬟f,避免電池內(nèi)部熱量堆積,本文針對采用液體作為傳熱介質(zhì)的電池?zé)峁芾磉^程,結(jié)合相變微膠囊相變過程溫度近似恒定但相變潛熱大的特點,采用微膠囊乳液為傳熱介質(zhì),制備了兩種相變微膠囊乳液,并搭建了小通道內(nèi)相變微膠囊乳液對流換熱實驗臺,研究了雷諾數(shù)、斯蒂芬數(shù)、膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)等對乳液在小通道內(nèi)的對流換熱特性、溫度分布等的影響規(guī)律,主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）選擇石蠟/二氧化硅、正二十烷/聚甲基丙烯酸甲酯和石蠟/脲醛樹脂三種微膠囊顆粒制備乳液,并對其穩(wěn)定性、熱物性進(jìn)行了實驗研究。結(jié)果表明,與石蠟/脲醛樹脂相比,石蠟/二氧化硅和正二十烷/聚甲基丙烯酸甲酯微膠囊顆粒的熱穩(wěn)定性較好,可以用來制備微膠囊乳液。當(dāng)微膠囊顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5 wt.%、10 wt.%、20 wt.%和30 wt.%時,石蠟/二氧化硅和正二十烷/聚甲基丙烯酸甲酯相變微膠囊乳液在不同溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)與Maxwell公式的理論結(jié)果一致,且相對誤差僅在3%以內(nèi)。當(dāng)膠囊... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

相變微乳液和相變微膠囊乳液Figure1-1Phasechangematerialemulsionandmicroencapsulatedphasechangematerialslurry

機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速應(yīng)在 800 r/min~1000 r/min均勻混合石蠟和表面活性劑，進(jìn)而導(dǎo)致乳液度過高，并不一定會對乳液的液滴尺寸產(chǎn)生的浪費，且在高速分散的情況下，乳液中容易[38]。高能乳化法制備相變微乳液的反應(yīng)速度產(chǎn)。與高能乳化法不同，低能乳化法利用表不需要外界能量的輸入[39]，因此應(yīng)用較為廣noda 等人[40]提出的相轉(zhuǎn)變溫度法，它是利用形成水包油乳液，高于相轉(zhuǎn)變溫度時疏水形、油、表面活性劑在室溫條件下進(jìn)行預(yù)混合相轉(zhuǎn)變溫度時整個體系的表面張力很低，穩(wěn)卻到相轉(zhuǎn)變溫度的±25 °C，就可以制備出穩(wěn)化法還包括相轉(zhuǎn)變組成法[42, 43]、D 相乳化法穩(wěn)定性是研究其各項性質(zhì)的前提。如圖 1-2以下幾個原因：

臺進(jìn)行自然對流實驗。結(jié)果表明，水的自然對流強(qiáng)度隨著加熱功率的增加而增大但相變微乳液的自然對流強(qiáng)度先是隨著加熱功率的增大而增強(qiáng)，當(dāng)功率達(dá)到一定值以后自然對流反而會惡化，經(jīng)分析認(rèn)為，相變微乳液的過冷度可能是導(dǎo)致自然對流惡化的主要原因。Choi 等人[58]制備出了液滴粒徑小于0.1 mm的相變微乳液以保證其在管路中流動時不會造成阻塞，并搭建了一個長度為 627 mm 的測試段，測試正十六烷水相變微乳液在紊流狀態(tài)下的強(qiáng)制對流換熱性能。實驗結(jié)果表明，在平均溫度低于相變溫度的區(qū)域，強(qiáng)制對流的局部對流換熱系數(shù)逐漸增大，在發(fā)生相變的區(qū)域局部對流換熱系數(shù)減小，在相變結(jié)束的區(qū)域再次增加。除此之外，在乳液中的相變材料融化點處，系統(tǒng)的壓力變化非常明顯。Takashi 等人[59]采用 D 相乳化法制備了丁二醇/水相變微乳液，并將壁面熱流密度、相變材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和雷諾數(shù)作為實驗的變量，搭建了實驗臺，研究相變微乳液在紊流情況下的對流換熱情況實驗結(jié)果表明，相變微乳液的努塞爾數(shù)高于單相流體的努塞爾數(shù)，最大可以達(dá)到單相流體的 2.2 倍，努塞爾數(shù)的大小取決于壁面熱流和乳液潛熱的大小，雷諾數(shù)的影響并不明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電子器件散熱中新型熱管的研究與應(yīng)用[J]. 翁建華,石夢琦,崔曉鈺.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2017(05)
[2]淺談現(xiàn)有電動汽車用動力蓄電池國家標(biāo)準(zhǔn)[J]. 呂媛媛.  電池. 2016(05)
[3]相變微膠囊懸浮液傳熱性能的研究進(jìn)展[J]. 李曉燕,李凱娣,曲冬琦.  功能材料. 2016(04)
[4]熱管散熱模組在機(jī)載電子設(shè)備熱設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 胡麗華,鐘志珊,趙杰.  航空電子技術(shù). 2014(02)
[5]基液為丙醇/水的相變微膠囊懸浮液的制備、穩(wěn)定性及熱物性[J]. 劉麗,王亮,王藝斐,陳海生,柴磊,楊征,譚春青.  功能材料. 2014(01)
[6]納米材料增強(qiáng)的潛熱型功能熱流體的對流換熱特性[J]. 王亮,林貴平,陳海生,丁玉龍.  中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(08)
[7]石蠟乳狀液儲熱技術(shù)研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J]. 鄒得球,宋文吉,肖睿,何世輝,黃沖,董凱軍,馮自平.  現(xiàn)代化工. 2008(07)
[8]高含蠟石蠟乳狀液的研制及影響因素探討[J]. 全紅平,黃志宇,劉暢.  精細(xì)石油化工進(jìn)展. 2007(04)
[9]無機(jī)納米粒子填充相變微膠囊壁的研究[J]. 時雨荃,蔡明建.  高分子材料科學(xué)與工程. 2006(06)
[10]實驗不確定度與測量誤差之比較[J]. 高允鋒,藍(lán)沨,祁金剛.  長春師范學(xué)院學(xué)報. 2005(05)



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