金属基复合高温相变储热材料制备与性能研究

本文以二元共晶碳酸盐(Li_2CO_3-K_2CO_3)为高温相变储热材料,泡沫金属铜为骨架基体,制备了具有高导热性能、高储热密度的金属基复合高温相变储热材料。对复合材料制备过程中泡沫金属的填埋方式等制备条件进行了优选,对相变材料的储热密度及导热系数进行了计算和测试,分析了泡沫铜孔密度、孔隙率等参数对材料性能的影响规律。结果表明:40 PPI泡沫金属在相变材料中的最佳填埋方式为中埋法,35 PPI泡沫金属的最佳填埋方式为底埋法。使用孔隙率在95%左右的泡沫铜,可使相变材料导热系数提高3~4倍,同时保证了复合相变材料具有较高的储热密度。     

石蜡/水相变微乳液流变性能研究

低温石蜡/水相变微乳液作为一种潜热蓄冷流体,具有储能密度高、可泵送的特点。本文采用凝固点为9℃的石蜡作为分散相,在非离子表面活性剂的作用下制备石蜡/水相变微乳液,并通过自制的泵送实验平台研究微乳液在石蜡分散相呈固态、液态以及在固-液转变过程中的流变性能。实验结果表明,在不同温度情况下,微乳液在紊流区域经过水平管道的摩擦系数与雷诺数关系曲线与Metzner模型计算结果相符合。在流速为0.5~1.0 m·s~(-1)的情况下,石蜡质量分数为30%的微乳液在管道中引起的水头损失为水的水头损失的1.5~3倍。     

石蜡填充碳纳米管复合材料的制备与界面传热性能研究

以石蜡和经硝酸处理过的碳纳米管(CNTs)为原料,苯为溶剂,采用真空渗透法制备了石蜡填充CNTs纳米胶囊复合材料,并设计了一个简易的热界面装置,对石蜡填充CNTs材料在电子设备热管理中的应用能力进行了测试。结果表明:石蜡成功填充到CNTs管内,且在CNTs管外基本没有残留的石蜡。在传热界面未涂抹二甲基硅油时,内外两侧最高温度的温差为4.7℃,而分别涂抹二甲基硅油、未经酸处理(20%)CNTs/二甲基硅油、酸处理后(20%)CNTs/二甲基硅油、(20%)石蜡填充CNTs/二甲基硅油时,其内外两侧最高温度的温差分别为3.8℃,3.1℃,3.1℃,2.2℃,说明将石蜡填充CNTs作为二甲基硅油中的散热填充物具有更好的散热效果,且增加了界面间的热反应速度和热稳定性。     

集成电制热熔盐储热的燃煤发电系统热力性能研究

随着我国能源发展方向的转变,可再生能源的开发利用变得越来越重要,以新能源为主体的新型电力系统对燃煤电厂的灵活性提出了更高的要求。本文构建了三种集成电制热熔盐储热的燃煤发电系统,结合600 MW亚临界机组案例开展了不同熔盐储热系统的热力性能分析。研究结果表明,储热过程中电加热器的?损失达44.30%,在耦合系统储放热循环中?损失占比最大;在不同的分流比下,储热系统的最大释热功率为329.18 MW,此时熔盐储罐释热时长为1.9 h;利用熔盐–水换热器承担部分锅炉热负荷或加热给水可提高系统热力性能,系统的等效往返效率(电–热–电)最高为49.36%。     

激光热处理技术对金属材料性能的影响

金属材料的激光表面处理属高功率密度热处理技术,是应用光学透镜将激光束聚集到10~4～10~5w/cm~2以上的高功率密度,其光束的焦斑达到10~3～10~5℃的高温,使之照射各种材料表面,以获得表面硬化等特殊性能的新技术。通过激光表面改性,不仅能改进制品的性能,而且可延长制品的寿命,具有极大的社会效益和经济效益,其应用前景十分广阔。本文主要介绍激光表面处理技术的研究和应用情况。 一、激光热处理技术的特点 激光热处理是采用高功率密度的激光束加热金属表面。自冷淬火的工艺方法,与其它表面处理技术相比,具有如下特点: 1.激光熔化后形成的组织,化学均匀性很高,且晶粒非常细小,从而强化了合金,其耐磨性大大提高。 2.激光热处理能改善合金的机械性能,显著提高工具的使用寿命。 3.在激光处理层中,因马氏体转变而得到的残余压应力,提高了抗疲劳强度、硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。 4.与常规热处理相比,激光热处理可在不牺牲韧     

颗粒增强复合材料电导性能研究

将弹性理论中的变换场概念引入电磁学领域,并从第一性原理出发,通过拟合颗粒的边界条件和Ｆｏｕｒｉｅｒ分析,建立了确定颗粒增强复合材料内电场的积分方程,在此基础上对其电导率做了研究,其理论结果与实验结果比较吻合,该方法不再受颗粒形状及体系结构的限制,为研究复合材料的电导性能开辟了新途径。     

金属材料的激光吸收率研究

针对菲涅耳公式计算金属材料激光吸收率所得的结果与实际测得的吸收率值存在一定的误差这一问题,在详细分析了激光热处理中金属材料吸收率影响因素的基础上,通过数值模拟,改进了金属材料激光吸收率的计算模型,并利用此激光吸收率计算模型(以铝、铜、铂、铁4种金属材料为例)进行激光吸收率的计算和分析,进而计算了3Cr13不锈钢激光吸收率的理论值,该值与用集总参数法测得的3Cr13不锈钢材料激光吸收率结果相吻合,从而验证了该改进的金属材料激光吸收率计算公式的正确性。     

蒸汽驱动的CaCl2吸收式热泵储热系统热力学性能研究

储热技术是实现燃煤热电联产机组深度调峰的有效措施之一。本文提出了一种采用CaCl₂-H₂O工质对的吸收式热泵储热系统,CaCl₂-H₂O溶液作为储热介质,利用浓度差、大比重及吸收式热泵原理,可显著提高储热密度。使用Aspen Plus对系统进行仿真,在设计工况下,系统的储热比为0.446,储热密度在30.34 k W·h/m³左右,在变工况时,驱动温度升高(208～298?C),储热比降低(0.461～0.429),储热密度在30 k W·h/m³左右;蒸发器出口温度升高(32～50?C),储热比降低(0.485～0.397),储热密度降低(32.98～26.96 k W·h/m³);冷凝温度升高(86～98?C),储热比升高(0.414～0.513),储热密度升高(28.22～34.71k W·h/m³);预热温度升高(81～93?C),储热比升高(0.414～0.514),储热密度升高(28.20～34.76...     

金属相变储热材料的量热研究

一、引言 当进行中高温热能储存时,可采用金属作相变储存热能材料。潜热、比热等热物性参数,是评价和筛选金属相变储热材料的主要技术指标之一。优先考虑使用的金属相变储热材料是铝及其合金。然而,即使是纯铝,在文献[1][2][3][4]报道中,其比热和潜热值也有很大的差异。纯铝的固态比热c_p从0.92到1.29kJ/kg.K;潜热△H_f从342到405kJ/kg。用DSC法(Differential Scanning Colorimetery)和差热分析法对某些金属     

石蜡液面离子风的研究

研究了常压空气中针-石蜡液面 50Hz 交流电晕放电离子风特性。交流电晕离子风能够引起液体石蜡 显著变形,随着电压升高,变形从漏斗状发展到盆状。在石蜡层厚度为 5mm 时,盆状变形最大,深度达到 5.3mm, 最大作用范围半径 18.8mm,变形产生的压强达到 48.9Pa,远远超过直流针-水电晕放电情况。随着电压升高,从 电晕放电过渡到流注放电时盆状变形依然存在,这一点明显不同于直流针-水电晕放电。研究表明交流电晕离子风 具有优良的驱动绝缘液体介质的巨大潜力。     

地埋管式土壤储热系统的实验研究

本文介绍了地埋管式土壤储热系统的实验研究情况。在一个储热周期里,对土壤蓄热、静置、取热阶段进行了实验研究,测量了实验条件下蓄热体及周边土壤的温度与含水量。结果表明:在一个储热周期里,蓄热过程中热量损失特别显著;蓄热体温度升高造成土壤含水率发生明显变化—蓄热体边界含水率最高,分别沿蓄热体中心与蓄热体外两个方向逐渐降低,在蓄热体中心土壤容积含水率仅为0.12%;蓄热阶段结束两个月后,取热率达到43%左右。这说明使用地埋管式土壤储热系统对太阳能长期储存是可行的,显示了较好的应用前景。     

金属材料激光打孔试验研究

本文通过对激光打孔的有关参数进行统计分析表明,焦距的调整距离、材料厚度及介质压力等参数对成孔形状有明显影响。如何综合考虑来选择这些参数,是激光打孔有待解决的问题。本文作者通过试验来说明对不同材料激光打孔时,其最佳焦距调整值与空气介质和氧气介质的压力大小及材料的厚度之间的关系。试验结果表明,在所有不同的介质压力下,最佳焦距调整值仅随材料厚度的增加而减少。     

铁基添加剂增强细水雾灭火性能的实验研究

采用实验模拟的方法,研究了添加氯化亚铁的细水雾在不同添加剂浓度、不同喷头压力下,熄灭不同性质的液体池火的性能。实验结果表明:添加有氯化亚铁的细水雾,其灭火性能发生了显著变化。存在一个最佳的灭火浓度,其对应的灭火时间最短,耗水量最少,灭火效率最高。细水雾喷头的工作压力和燃料的性质也对细水雾的灭火性能有影响:工作压力越大,细水雾的平均灭火时间越短。在相同的实验条件下,细水雾扑灭煤油池火的时间要短于扑灭酒精池火的时间。     

地下跨季节复合储热系统热扩散机理研究

本文将地埋管储热和水箱储热相耦合,组合成了新型地下跨季节复合储热系统,结合实验研究和数值计算的方法开展了热扩散机理与储/释热特性的研究。结果表明,储热阶段,地埋管储热起到"热屏"作用,抑制了水箱储热模式的热量向外围扩散;释热阶段,水箱储热有效回收了地埋管储热释放到土壤中的热量,增大了释热量。并结合热储存率和利用率定量分析了热量扩散程度,复合储热模式的热储存率和利用率均高于传统水箱储热模式和地埋管储热模式,热量得到了更高效的储存和再利用,其中复合储热模式效率为67.29%,水箱储热模式和地埋管储热模式分别为36.6%和26.79%。在一个周期结束后,复合储热体温度分布更加均匀,且储热体整体温位水平较高。     

石墨烯/石蜡复合材料的热物理性能研究

为改善相变蓄热用石蜡的导热性能,通过向石蜡基材中掺杂微量的石墨烯制备石墨烯/石蜡复合材料。采用扫描电子显微镜、热传导分析仪和差式扫描量热仪等获取了复合材料的表观形貌、热导率、熔点和相变潜热等关键热物性参数,讨论了石墨烯质量分数对这些参数的影响。通过动态热响应实验,揭示了石墨烯质量分数和热源温度对复合材料热响应速率的影响规律。结果表明,与纯石蜡相比,石墨烯/石蜡复合材料的热导率得到显著提高。当石墨烯的质量分数由0.2%升至2.0%,复合材料的热导率由0.266 W·m~(-1)·K~(-1)提高到0.346 W·m~(-1)1·K~(-1)。复合材料的相变潜热与纯石蜡相比并未减小,且其热响应速率高于纯石蜡。     

石蜡-碳纳米管复合材料的热物性研究

为提高石蜡作为相变蓄冷材料的导热性能,制备了碳纳米管添加量分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%的石蜡-碳纳米管复合材料,并对其热物性及稳定性进行实验研究。结果表明,随着碳纳米管添加量的增加,复合材料的相变温度基本不变,相变潜热逐渐减小,导热系数逐渐增大。在添加量为5%时,复合材料的融化和凝固相变潜热分别为128.2 J/g和134.4 J/g,比纯石蜡相对减小了15.5%和13.8%;固态和液态导热系数分别为0.487 W/(m·K)和0.516 W/(m·K),比纯石蜡相对提高了39.5%和40.3%,同时具有较好的循环稳定性。     

水合盐储热材料的成核作用

本文对水合盐用作相变储热材料的成核原理进行了研究，当成核剂与水合盐的晶格参数相差在１５％以内时，能很好地起成核作用。