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【6h】

石蜡-硬脂酸/膨胀石墨蓄放热特性实验研究

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第一章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 相变材料研究进展

1.3 相变材料测试分析方法

1.4 本课题的主要任务与研究内容

第二章 复合相变蓄能材料的制备及性能测定

2.1复合相变材料的选择与制备

2.2复合相变材料测量结果与分析

2.3复合相变材料/膨胀石墨制备

2.4复合相变材料/膨胀石墨性能测试结果与分析

2.5本章小结

第三章 相变蓄能材料蓄热特性实验研究

3.1融化实验准备工作

3.2融化实验的实验过程

3.3相变蓄能材料实验测试结果及其分析

3.4本章小结

第四章 相变蓄能材料放热特性实验研究

4.1凝固实验准备工作

4.2凝固实验结果分析

4.3本章小结

第五章 复合相变材料在相变蓄能箱内的数值模拟

5.1蓄能装置的物理和数学模型

5.2 网格划分以及在fluent软件中的参数设置

5.3数值模拟结果及分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 课题展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢

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摘要

随着经济的快速发展,中国的能源消耗速度增长很快。能源消耗过快,不仅能源供给出现很大压力,而且对环境也造成了巨大的影响,清洁能源的开发、利用已经成为能源发展的大趋势。太阳能是巨大的能源宝库,具有清洁无污染、取用方便的特点,但是太阳辐射具有显著的稀薄性、间断性和不稳定性。蓄热技术是满足生产和生活中连续利用太阳能的最好办法之一,蓄热技术是以相变材料为基础的新兴储能技术,因此研究相变蓄能材料是蓄热技术的前提。
  本文研究对象是石蜡与硬脂酸,通过对石蜡与硬脂酸进行配比,研究了石蜡-硬脂酸的最佳比例,并且测试石蜡-硬脂酸复合相变材料的热物性参数,实验表明,当石蜡与硬脂酸比例为1:1时较好,石蜡、硬脂酸作为相变蓄热材料具有合适的相变温度,较高的相变潜热,无过冷及层析现象。性能稳定,无毒、无腐蚀性,价格便宜等优点。石蜡与硬脂酸作为复合相变材料的不足之处在于石蜡-硬脂酸的导热系数低,为了提高石蜡与硬脂酸在蓄热领域的可行性,通常可以采用在石蜡-硬脂酸中添加添加剂。本文采用了在石蜡-硬脂酸中加入膨胀石墨来提高石蜡-硬脂酸的导热系数。通过对膨胀石墨与石蜡-硬脂酸进行配比,研究了石蜡-硬脂酸与膨胀石墨的最佳比例,得出结论,当膨胀石墨与石蜡-硬脂酸比例为1:20时较好,并且测试了石蜡-硬脂酸/膨胀石墨复合相变材料的热物性参数。通过大量的实验测试了石蜡-硬脂酸/膨胀石墨在融化和凝固过程中的传热特性。在融化实验中,着重研究了进水温度对石蜡-硬脂酸/膨胀石墨融化过程的影响,以及不同进水温度下对不同测点处温度变化趋势,结果表明,进水水温越高,融化越快。在凝固实验中,着重研究了冷却水流量对凝固过程的影响,以及不同进水流量下对不同测点处温度变化趋势分析,结果表明,进口水流量越大,放热越快。根据相变传热模型建立了石蜡-硬脂酸/膨胀石墨的复合相变传热模型,通过模拟得出了不同温度、不同流量对石蜡-硬脂酸/膨胀石墨传热性能的影响。

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