多孔介质改性水合盐相变材料及其热物性能的研究.pdf

ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeringScience)IYIIIIIli2lll5llllll8lillll㈣452Y2581^PreparatIOnandthermaIphysICaIpropertiesotModifiedHydrateSaltPCMswithPorousMediumCandidate:ZhuPanpanSupervisor:,Guangdong,,510006摘要摘要能源与环境问题是限制世界各国经济发展的主要问题,早已成为当今世界的主题之一。化石能源日益枯竭,环境污染日益加重,这些问题促使着各国加大了对可再生资源、清洁能源和能源利用技术等方面的研究和探索。二十世纪七十年代兴起的相变材料和相变储能技术,在太阳能热利用、电力的削峰平谷、工业余热回收、民用建筑和空调制冷等领域的应用产生了显著的节能环保效果。因此,新型相变储能材料的开发和现有相变材料的改良研究,对提高其技术性,经济性和可靠性具有重要的学术价值和深远的科学意义。本文选用气相二氧化硅(FS)、Ts)、膨胀石墨(EG)和泡沫型多孔介质(泡沫铜、泡沫镍和碳海绵)作为多孔介质,选择十二水磷酸氢二钠(DSP)作为相变储能材料,在超声分散、磁力搅拌作用下混合,制备出多孔介质复合相变储能材料。采用高倍像素的照相机观察复合水合盐的宏观表观形貌,采用多路温度测试仪记录复合水合盐熔化一凝固时的温度变化,采用差示扫描量热仪记录复合水合盐的DSC曲线。结果表明:随着气相二氧化硅添加量的增加,气相二氧化硅一十二水磷酸氢二钠相变材料()增稠效果明显,在空气中的风化失水作用得到了抑制;其过冷度小于Na2HP04"12H20的过冷度,且随着气相二氧化硅的含量增加而增大,%,,℃有明显减小;随着搅拌时间的增加,Na2HP04·,效果不明显;在导热系数越大、温度越低的介质中冷却,Na2HP04·,过冷度越小。Ts/DSPPCMs)的过冷度小于DSP的过冷度,Ts的含量增加而增大,℃;,%;,%/DSP的过冷度最小,℃。膨胀石墨复合水合盐相变材料(EG/DSPPCMs)由于密度不均匀,分为两层;在20。C水浴中冷却时,上下两层的过冷度都随着膨胀石墨(EG)的含量增加而减小,而且上下两层的过冷度差别不大,其中4%EG/DSP广东工业大学硕士学位论文的上下两层的过冷度最小,分别为IO。℃;膨胀石墨在水合盐熔化一凝固过程中,能起到强化导热的作用,缩短了凝固时间和熔化时间;在O℃水浴中冷却时,EG/DSPPCMs的过冷度随着膨胀石墨的添加量增加而增大,但都小于DSP的过冷度;增稠剂CMC使膨胀石墨在水合盐中的分散更为均匀,基本上不再分层,%CMC/4%EG/DSP上下两层的降温曲线基本一致,%CMC/EG/DSP的过冷度有明显的减小。泡沫铜能加速Na2HP04·12H20的熔化。多孔材料降低了十二水磷酸氢二钠的过冷度,其中泡沫铜、℃、*"C。针对本文所采用的多种多孔介质制备出的复合水合盐,它们均具有较好的热物理性能,可作为相变储能材料使用。这些研究结果对水合盐的改性研究具有一定的意义。关键词:相变材料;储热;多孔介质;改性;热物性能本论文得到国家自然科学基金资助:《面向太阳能储热的多孔介质限域纳米水合熔盐相变材料热物理性能研究》(项目编号:51006024);以及广东省科技计划项目资助:《面向太阳能集热与建筑一体化关键技术的纳米相变储能材料研究》(项目编号:201080609000031。,ithaspromptedthecountriestoincreasetheresourc