硅胶除湿转轮性能优化实验研究

为了提高除湿转轮的除湿性能,降低吸附热对除湿性能的影响,将导热硅脂作为传热基质负载在不同扇形区域的硅胶转轮转芯基体表面,搭建硅胶除湿转轮性能优化实验台,研究了除湿转轮动态除湿性能.实验结果表明:硅胶除湿转轮的除湿性能随导热硅脂负载区域的增大先增大后减小,导热硅脂负载区域为2/8时,具有最佳的除湿性能,除湿量达到了0.3...     

瞬态平面热源法测量硅胶混合吸附剂导热系数

利用瞬态平面热源法对制冷吸附剂的导热性能进行测试.所研究的吸附剂包括:硅胶颗粒、硅胶-水、硅胶-氯化钙混合多孔介质、硅胶-氯化钙-膨胀石墨固化混合吸附剂.实验结果表明:硅胶颗粒的孔隙率对其导热性能的影响比较大;此外,当硅胶的吸水量增大时,导热系数呈线性增大.当氯化钙质量分数大于0.2时,混合多孔介质的导热系数随氯化钙质量分数的增大而显著增加.利用膨胀石墨可以明显地提高硅胶颗粒的导热系数,固化的混合吸附剂的导热系数可以达到2.942W/mK,相对于硅胶颗粒的导热系数提高约30倍.     

块状氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的热物性试验研究

本文采用溶液法处理氯化钙和膨胀石墨混合物,并进行压块处理,通过平面热源测量法研究了氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的导热性能和其他热物性参数,结果显示在吸附剂中加入膨胀石墨,并进行压块处理后,吸附剂的导热系数得到了显著的提高,复合吸附剂的导热系数比粉末状的导热系数0.1～0.5 W/(m·K)增加了2～10倍.块状复合吸附剂的孔隙率也得到了明显的提高,其值为0.36～0.82,比纯绿化钙的孔隙率0.352提高了1～2.5倍.从而使吸附剂的传质性能得到显著提高.同时,结果也显示了复合吸附剂的导热系数取决于复合吸附剂的孔隙率,与孔隙率成反比.     

膨胀石墨基十二烷复合相变蓄冷材料的性能研究

本文以十二烷为相变材料,利用膨胀石墨多孔吸附特性制备出十二烷/膨胀石墨复合相变蓄冷材料。通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热常数分析仪(HotDisk)对复合相变材料的结构及热性能进行了表征。实验结果表明,十二烷被膨胀石墨均匀吸附,吸附后膨胀石墨保持了原来的疏松多孔的蠕虫状形态。复合相变材料的相变焓值随着添加的膨胀石墨质量分数增加而降低,导热系数随着添加的膨胀石墨质量分数增加而增加。相变材料质量分数为80%,复合相变材料熔化焓和凝固焓分别为132.8 J/g和132.5 J/g,表观密度为700 kg/m~3时,导热系数为2.64 W/(m·K)。复合相变材料具有良好的热循环稳定性能。     

吸附剂基质膨胀石墨的渗透率与导热系数研究

为了测试混合吸附剂基质材料石墨的传热传质特性,设计了吸附剂渗透率与导热系数测试装置,首先用平板热源法测试了散装石墨在不同膨胀温度及不同膨胀时间下的导热系数,优选出了石墨的最佳膨胀工艺,然后采用最佳膨胀工艺下的石墨进行固化,以氮气作为气源对固化石墨进行了渗透率研究,以稳态热源加热法对固化石墨进行导热系数测试,结果表明,当...     

斜坡太阳能烟囱增湿-除湿海水淡化系统实验研究

详述了一种新型的斜坡太阳能增湿-除湿海水淡化系统的结构和运行原理,并搭建了实验装置模拟该系统性能。通过改变加热板加热功率,研究系统参量对斜坡式增湿-除湿海水淡化系统的影响。实验研究结果表明:斜坡式增湿-除湿海水淡化系统能够稳定产水。在一定工况下,产水量比不采用冷凝器除湿的烟囱海水淡化系统能提高52.1%。随着加热功率增加,日淡水产量增加,但是热损和烟囱出口湿空气损失也会增加,导致日淡水产量增速降低。当加热功率为500 W时,系统日淡水产量为11.9 kg·m~(-2)·d~(-1),系统效率为15.9%,盖板表面热损为50.9 W·m~(-2)。     

CO_2水合物导热特性的分子动力学模拟

使用分子动力学模拟方法在NVT系综下对结构完整CO_2水合物以及结构缺陷CO_2水合物进行了导热模拟计算.对于结构完整的CO_2水合物,在200-230 K温度区间内,体系导热系数由0.4684 W·m~(-1)·K~(-1)变化到0.4836 W·m~(-1)·K~(-1),温度相关性较弱;而在230-280 K温度区间内,体系导热系数由0.4836 W·m~(-1)·K~(-1)变化到0.7494 W·m~(-1)·K~(-1),温度相关性变强;另外,通过计算功率图谱发现主体分子对水合物体系的导热贡献更大.对于结构缺陷CO_2水合物,发现晶穴占有率和笼形结构缺陷对体系导热均有一定影响,空笼晶胞导热系数约为完整晶胞导热系数的86.67%,体系的导热能力主要取决于主体结构的性质.     

石墨烯制备方法及粒径对复合材料热导率的影响

石墨烯是由碳原子构成的单原子厚度的二维层状材料,具有许多优异的性能,是当前国内外研究热点之一,受到物理、化学、材料、电子、能源、生物和信息技术等领域的广泛关注。石墨烯是目前所测得导热系数最高的材料,在强化传热领域具有潜在的应用价值。较为系统地研究了石墨烯的制备方法及石墨的粒径对环氧树脂复合材料热导率的影响。实验发现,所采用的三种插层剂(硫酸、十四烷基胺及FeCl3)中,添加量较少时(如体积分数为1%),十四烷基胺插层法最为有效。而添加量较高时,硫酸插层制备的石墨烯纳米片效果最佳。制备石墨烯纳米片所采用的石墨粒径较大时,石墨烯/环氧树脂(Epoxy)复合材料的热导率越高。通过优化石墨烯的制备方法,石墨烯纳米片在体积分数为3.9%时,其热导率可达0.94 W·m~(-1)·K~(-1)),比基体材料提高了2.6倍。     

快速热响应复合材料的储/放热性能分析

以膨胀石墨为无机支撑材料、石蜡为有机相变材料,制备出高导热系数和储热密度的快速热响应复合材料,并构建传热性能测试系统对该复合材料的储/放热性能进行研究分析。研究结果表明,复合材料不仅能在熔融状态下保持形状稳定,而且显著提高了在储/放热过程的传热性能,从而有效地解决了传统相变材料高储热密度和低导热系数之间的矛盾。     

新型复合固体除湿材料的吸附和解吸性能研究

为实现固体除湿系统吸附材料的低温再生及提高吸附材料的除湿效率,制备了新型复合固体除湿材料。新型复合固体除湿材料是以陶瓷纤维为基质,运用MgCl2浸渍改性硅胶及CaCl2二次强化方法而形成的复合物,复合固体除湿材料中MgCl2和CaCl2浓度均为25%。通过恒温恒湿空调室实验研究温度、风速、湿度对MgCl2/CaCl2改性复合材料除湿性能及再生特性。实验表明:在温度20℃、湿度70%条件下,复合固体除湿材料除湿量可达161 mg/g,是未改性除湿材料的3.2倍,是单一改性除湿材料的1.3倍;当系统平衡时,其除湿速率分别是未改性除湿材料的6.1倍,是单一改性除湿材料的2.6倍。除湿材料的平衡吸附量和吸附速率均与相对湿度成正比,与温度成反比;且风速在0.5 m/s条件时具有最大的除湿量。同时,在约70℃较低的脱附温度,8 min可脱附≥90%的总吸附水量,每1 g吸附剂可脱附水量高达145 mg;脱附再生6次后,除湿量依然较高为138 mg/g,且基本不再变化。     

准稳态法测量纳米颗粒悬浮液的热物性

通过添加亲水性分散剂,经超声振动制备了粒径为50 nm CuO纳米颗粒悬浮液。理论和实验分析了运用准稳态法测量纳米颗粒悬浮液有效导热系数和比热容等热物性的可行性。加热密度为100～500 W/m~2时,热物性测量结果的合理性和重复性都较好;而加热密度较小时离散性较大。实验表明,常温下2~(wt)％的CuO纳米颗粒悬浮液的有效导热系数约为纯水的1.08倍,比热容约为纯水的1.02倍。     

新型复合吸附剂传质特性的正交试验研究

为克服复合吸附剂传热与传质性能协同强化的矛盾,本文以膨胀石墨、木粉和氯化钙为原料混合浸渍并固化,形成膨胀石墨为骨架的导热网络,基于氯化钙对木粉的活化造孔形成丰富孔隙的传质通道,获得导热传质良好的复合吸附剂制备工艺。利用正交试验法分析了钙墨比、木粉粒度、钙木比、炭化活化的温度和时间五因素不同水平对渗透特性的影响。结果表明,渗透率在钙木比和木粉粒度上均存在最优值,并随着钙墨比、炭化活化的温度和时间三因素的上升而增大,其中钙墨比对渗透率影响远大于其余因素。经过补充试验验证,最终所获最优样品渗透率达到5.67824×10~(-13)m~2,优化所得制备工艺为钙木比2,温度600℃,时间2.5 h,粒度目数140~150,钙墨比4。     

羧基化碳纳米管/水纳米流体核沸腾传热研究

将羧基基团引入多壁碳纳米管,改善了碳纳米管在水中的分散性及稳定性。同时研究了不同质量浓度纳米流体的导热系数、加热表面颗粒沉积、接触角变化对核沸腾传热性能的影响。结果表明;羧基化碳纳米流体可强化核沸腾传热。在测试浓度范围内,强化率在低热通时,随着热通量的增加急剧增大,高热通时,趋于稳定;当质量比ω为0.10%,功率为210.6 kW.m~(-2)时,强化率达到最大为138.3%;流体的导热系数随着质量浓度的增大而增大,0.15%浓度导热系数是纯水的1.18倍。分析认为纳米流体表面张力,纳米颗粒沉积,纳米颗粒扰动和导热系数的变化均是影响水基羧基化碳纳米流体沸腾的因素。结论由0.05%的纳米流体沸腾过程高速成像得到验证。     

溶液除湿冷却系统的再生性能实验研究

基于以氯化锂水溶液为除湿剂的除湿冷却系统(DECS),对其溶液的再生过程进行实验研究。研究了热源温度、溶液浓度对填料塔式再生系统再生性能的影响情况,实验表明溶液浓度在20%时,空气含湿量最大增量为37.1 g/kg干空气。计算出几种工况下的传质系数,最大的传质系数为0.0072 kg/(m2·s),并得出系统有关参数对传质系数的影响,为此类再生器的性能模拟与设计提供关键性的数据。     

镓基液态金属热界面材料的性能研究

采采用微氧化法制备Ga基室温液态金属热界面材料。实验结果表明,微量氧化镓的存在可显著改善液态金属的润湿性,且GaIn10合金热界面材料具有较高的热导率(约19.2 W·m~(-1)·K~(-1))。搭建接触传热测试平台,分别研究液态金属Ga及其二元、三元合金热界面材料的导热性能,对比市售导热硅脂,该新型镓基热界面材料,特别是其二元合金热界面材料,在大功率下工作时热源温度相对于导热硅脂下降近14℃,界面热阻只有5.4 Kmm~2/W,显示出更加优越的导热性能。     

R134a在水平管外降膜蒸发的实验研究

实验研究了不同热流密度不同液膜流量下,R134a在垂直布置的七根水平强化管外的降膜蒸发传热特性。结果表明:相同热流密度下在液膜流量较小阶段,管外传热系数随着液膜流量增加而明显增加;随着液膜流量的进一步增大,管1~3的管外传热系数保持不变,管4~7的管外传热系数先增大后减小。同时发现,液膜流量为0.159 kg·m~(-1)·s~(-1)时,随着热流密度的增大所有管的传热性能先增大后减小,并且转折点出现在较小的热流密度下;液膜流量为0.29 kg·m~(-1)·s~(-1)时,管1性能一直增强,管2~4的传热系数随热流密度增大先增大后减小,管5~7的传热系数一直减小,并且管1~4转折点出现在较大热流密度下。     

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。     

相变材料介质阻断电池热失控传播特性研究

针对锂离子电池热失控传播问题,以石蜡/膨胀石墨复合相变材料为电池模组热管理介质,建立电池热失控传播二维数值计算模型。通过改变膨胀石墨与石蜡的质量分数得到不同导热系数与相变焓的复合材料,探究关键设计参数对电池热失控传播的阻断特性。研究结果表明相变材料能够有效延缓甚至阻断热失控的传播,当导热系数较低或较高(如0.3和21.01 W·m^-1·K^-1)时皆能阻断热失控传播,对于中间导热系数材料的模组,首次热失控传播时间间隔随导热系数升高而增加,而后续传播间隔随着导热系数升高而减小。     

石蜡/膨胀石墨/石墨片复合相变材料导热性能研究

相变材料的导热性能对蓄热能力和能量转化速率具有重要影响。本文以58号全精炼石蜡为基底相变材料,利用真空吸附法将石蜡与膨胀石墨结合,再通过搅拌将石墨片与材料均匀混合,以模压法制备了定形复合相变材料,并通过实验测试了复合相变材料不同方向导热系数。实验结果表明:制备的复合相变材料导热性能具有明显的各向异性,垂直于压缩方向的导热性能远高于压缩方向的导热性能;同时也发现石墨片的添加可以有效的增强复合相变材料的导热性能,复合相变材料压缩方向导热性能随石墨片的添加先增大后减少;垂直于压缩方向的导热性能随石墨片的添加线性增强。     

管壳式相变蓄热系统性能实验研究

相变蓄热(LHTES)系统利用相变材料(PCM)的潜热可有效地提高系统的储热能力。通常,PCM的导热系数低,使LHTES系统的应用受到了限制。本文通过向十五烷中添加膨胀石墨提高导热系数,分别采用纯十五烷和含有质量分数为30%膨胀石墨的复合十五烷,在不同水流量下,对管壳式LHTES系统的储热特性进行了实验研究。实验结果发现:当储能介质为质量分数为30%膨胀石墨的复合十五烷时,放冷过程中有效储热系数和相对储热率在Re=4298时出现明显峰值,换热效率与储热能力达到相对平衡。并且,当Re=4298,采用含有质量分数为30%膨胀石墨的复合十五烷与纯十五烷相比,系统的有效储热系数可最高提升336.84%。