一、纳米技术在蓄热材料中的应用（论文文献综述）
纪开[1]（2021）在《吸附蓄热耦合的室内空气净化系统特性研究》文中指出空气污染问题日趋严重,颗粒物已经成为许多地区的主要大气污染物,这些颗粒物进入室内会导致室内空气品质下降,危害着人体的健康。因此,使用有效的手段降低室内颗粒物浓度,使空气品质保持优良是当前一个重要的研究课题。在此背景下,本文构建了一种吸附蓄热耦合的室内空气净化系统,该系统通过将建筑外墙体设置为空心结构,在其内部填充净化和蓄热材料,以实现蓄热和空气净化功能,既可以净化室内空气中的污染物,又可以通过蓄热被动节能,且不占用室内空间。本文在此基础上搭建了吸附蓄热耦合的室内空气净化系统试验台,试验研究了吸附、蓄热材料填充量不同时,系统对PM2.5和PM10的净化特性,同时研究了不同蓄热材料填充量对于系统蓄热特性的影响。此外,还利用ANSYS Fluent对系统运行时的压力场、温度场、速度场、颗粒物运动情况和浓度分布进行了数值模拟,分析了系统运行的理论基础,并对比验证了模拟值和试验值的可靠性。通过研究发现,吸附蓄热耦合的室内空气净化系统能够有效的清除空气中的颗粒污染物,其主要利用颗粒与壁面和吸附材料的惯性碰撞、吸附材料的捕集和颗粒自身的重力沉降作用清除颗粒物。经过进行120 min的净化试验,在蓄热工况下,系统对PM2.5和PM10的净化效率均大于90%,且能够有效的使试验舱内的颗粒物浓度由重度污染下降为优良水平。随着吸附蓄热模块内活性炭颗粒填充量逐渐增加,系统对颗粒物的净化效率逐渐变大。当吸附蓄热材料填充量相同时,在蓄热工况下,系统对颗粒物的净化效率大于非蓄热工况下的净化效率。通过测量颗粒物在试验舱内的自然衰减率发现,不填充吸附蓄热材料时,PM2.5在试验舱内的自然衰减率为5.45%,PM10的自然衰减率为15.53%。与系统的净化效率相比,自然衰减率可忽略不计。在系统内填充相变蓄热材料,可以减少室内空气通过净化系统与室外空气交换的热量。在蓄热工况下,添加蓄热材料的试验工况,装置出口空气温度在23.9～25.6℃左右;而没有添加蓄热材料的对照组,装置出口空气温度达到了26.4℃。当吸附蓄热模块内活性炭颗粒和相变蓄热材料的填充比例各占50%时,系统对PM2.5的净化效率为92.34%,对PM10的净化效率为93.04%,且该工况对于兼顾净化效率和蓄热特性的表现最好。
张壮[2]（2021）在《新型复合相变材料的研究及其在蓄热床中的应用》文中研究指明蓄热技术作为一种能够改善热能转化和回收效率的重要途径,可应用于工厂余热回收以及太阳能的利用,能够有效地解决弃风、弃光,促进可再生能源的消纳。其中相变蓄热技术凭借较高的储热能力以及较小的温度波动成为了目前最为有效的蓄热方式,而关于中低温相变材料的开发和高效储热蓄热器的优化研究是相变蓄热技术在工业上实现推广应用的关键。本文基于中低温相变领域,针对三水醋酸钠（SAT）的过冷度及相分离缺陷开展了实验研究,并最终开发了一种新型的SAT复合相变材料。结果表明:通过添加3 wt%羧甲基纤维素（CMC）可以有效的抑制纯SAT的相分离缺陷,而4 wt%氯化钠（NaCl）的加入可以将纯SAT的过冷度从30℃降低至1.1℃,进一步添加纳米铜（Nano-Cu）不仅很好地抑制了过冷度,并且强化了复合材料的传热性能,其中添加0.8 wt%Nano-Cu的复合相变材料拥有最小的过冷度为0.8℃。此外,通过利用差示扫描量热仪和热特性分析仪测试了比热容、熔化潜热以及热传导系数等热物性参数,结果表明:本文配制的包含SAT,3 wt%CMC,4 wt%NaCl和0.8 wt%Nano-Cu的复合相变材料具有良好的传热性能、较高的潜热(231.2J·g–1)、适当的比热容以及优良的热稳定性。在上述研究基础上,将本文配制的新型复合材料填充于能够实现高效储热的结构化填充床相变蓄热器中进行数值模拟,研究了复合相变材料的蓄放热特性,确定了最佳结构化填充方式,并分析了雷诺数、进口温度和普朗特数对蓄热床放热特性的影响。结果表明:（1）复合材料相比石蜡具有更为优异的传热能力以及更好的蓄放热效果,前者对比后者的蓄热量和平均蓄热功率分别增加了1.57倍和1.85倍;（2）面心立方堆积蓄热床相比体心立方或简单立方堆积蓄热床,具有蓄放热速率高、投资成本低、总蓄热能大、输出温度稳定的优异特性;（3）较小雷诺数的蓄热床是一个有利的选择,然而过小的雷诺数会导致较小的放热速率;蓄热床的放热速率随换热介质进口温度的增大而降低,而放热过程将越来越持久;此外在相同雷诺数下,换热介质的普朗特数越大,蓄热床传热性能越好。
朱长林[3]（2021）在《CNTs-BN/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料制备及其导热机理》文中提出近年来,随着能源不断的消耗,使得各种资源越来越稀少,在当今世界能源领域的调整和变革的背景下,中国的消费革命和能源生产极速增长,因此提高能源利用效率亟需进步,而蓄热技术就是提高能源有效利用效率的主要措施之一。相变蓄热因为其储能效率优异、蓄热温度改变小,而且蓄热器的结构较为紧凑等,因此在能源利用领域,应用前景较为突出。其中相变材料在相变蓄热技术中处于关键性地位,而且也是相变技术中关键所在。相变材料具备较强的储热能力和热传导性能,作为一种应用前景十分可观的功能应用型材料,这让复合相变蓄热材料能够在纺织、建筑、航空航天等诸多工业领域都有着广泛的应用前景。本文选用肉豆蔻酸为相变蓄热材料,以导热性能优异的碳纳米管（CNTs）和氮化硼（BN）为导热填料。利用碳纳米管和氮化硼颗粒之间的协同作用,在少填加的条件下,利用熔融共混法,制备了碳纳米管-氮化硼/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料,并分析复合相变材料的相变蓄热性能变化。然后分析这两种纳米颗粒的配比、碳纳米管的管径、混合纳米颗粒的质量分数和不同环境温度对复合相变材料的等效导热系数的影响,通过在以往学者的研究上,建立起二元混合纳米填料的复合相变蓄热材料的导热系数预测模型,并系统的阐述复合相变蓄热材料导热系数增强的机理。根据上述研究,得出以下结论:（1）在填加不同质量纳米颗粒分数下,复合相变蓄热材和纯肉豆蔻酸相比,比热容逐渐降低,而对应的热扩散率是逐渐降低的,相变焓的损失率小于7.9%,相变温度仅下降1℃左右。经过了300次后的的冷热循环实验,复合相变蓄热材料的相变焓以及相变温度的变化不大。（2）通过粉末X射线衍射仪以及扫描电子显微镜,对复合相变蓄热材料进行了表征测试,发现随着碳纳米管和纳米氮化硼的加入,并未生成新的物质。（3）碳纳米管-氮化硼/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料的导热系数,跟着纳米导热填料的质量分数增加而提高。在相同质量分数下,碳纳米管管径越小,对蓄热材料导热系数的促进效果更好。二元填加纳米颗粒填料比单一填加更有利于提高复合相变蓄热材料的热导系数,当碳纳米管和氮化硼配比是1:1时,对肉豆蔻酸导热系数的强化效果最好。提出的Maxwell修正模型可以较好地预测二元低填加的碳纳米管-纳米氮化硼/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料的导热系数,具有较高的准确性,误差可以保持在3%以内。通过对导热通路的研究和界面热阻的计算,从微观角度,针对声子在相变蓄热材料中的热传播,对纳米管-氮化硼/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料的导热机理进行了系统性的阐述。
吴璠[4]（2021）在《户用相变蓄热水箱性能分析及优化研究》文中指出资源紧缺和环境污染的现状对能源利用提出了更高的要求,开发和利用可再生能源是实现可持续发展的重要途径之一。在可再生能源利用领域,太阳能光热利用技术应用相对广泛。但由于天气、昼夜以及季节等因素的制约,太阳辐射具有非连续、不稳定的特点,影响了太阳能的有效利用率。蓄热水箱作为太阳能光热利用中的储热设备,可调节负荷波动及存储热水,有效改善气象参数对太阳能光热利用的影响。普通蓄热水箱以水作为储热介质,热量以显热方式蓄存,存在储热密度低和水箱体积大等不足。针对该问题,提出将相变材料与蓄热水箱结合,利用相变材料蓄热密度高、相变过程温度近似恒定的特点,在提升水箱蓄能密度、减小水箱体积的同时,有效降低太阳辐射不稳定性的影响,提高光热有效利用率。首先通过对比分析各类相变材料的性质及不同相变蓄热水箱的结构特点,结合家用生活热水使用规范确定相变水箱为以石蜡作为蓄热材料,相变层置于水箱箱体外侧的结构形式。分别应用Revit和COMSOL Multiphysics软件建立了相变蓄热水箱的物理模型与数值模型,在以实验数据验证了水箱数值计算模型的准确性后,对相变蓄热水箱的蓄放热过程进行了模拟分析,并根据模拟结果提出了水箱结构的优化方式。模拟结果表明,增设相变层的水箱蓄热过程明显延长,放热过程则随着相变层厚度的增加呈现先延长后缩短的变化趋势。在蓄热过程中,随着相变材料厚度的增加,相变材料的平均温度降低,相变层顶部与底部的液相比差值增大,底部液化趋势显着降低;放热过程中不同厚度相变材料的固相比变化趋势相同,在放热初期减小随后增大。与其他模拟工况相比,相变层厚度为30 mm时,放热过程中水温降低速率最小,放热过程比普通水箱延长5 h左右。另外,在相变层内部设置环形金属隔板可改善相变蓄热水箱的运行特性。蓄热过程中,环形金属隔板数量的增加和厚度的提升有利于固态相变材料熔化,潜热利用率得到提升,但也会使蓄热过程延长、制造成本提升、装置自重增加。放热过程中,增设环形金属隔板可使相变材料达到更低的液相比。但隔板的厚度并非越厚越好,厚度为5 mm的环形金属隔板对促进相变材料液化、维持水温的作用强于厚度为2 mm与10 mm的隔板。最后采用火积耗散对结构优化前后水箱的放热性能进行了分析。放热过程中,优化后的相变蓄热水箱处于潜热释热过程的时间较长,水和相变材料的换热温差几乎保持恒定,因此优化后的相变蓄热水箱火积耗散率绝对值较小,相变潜热维持水温的效果更加明显。火积耗散的分析从蓄能质量的角度验证了环形金属隔板对提升相变水箱放热性能的有效性。
韩藏娟[5]（2021）在《Al-12wt%Si合金微胶囊的设计、制备与性能优化》文中研究说明高温相变蓄热材料在太阳能光热发电、工业余热回收、工业窑炉蓄热等领域都有着广泛的应用。与其他高温相变蓄热材料相比,Al-Si合金具有相变潜热大、相变温度高、导热系数大、化学性质相对稳定等优点,是高温相变蓄热领域的理想材料。然而Al-Si合金在发生相变时会有液相产生,因此,对其进行封装是发挥其蓄热功能的前提。本文围绕Al-12wt%Si合金微胶囊的制备,利用Ansys商业软件对微胶囊的球形度、壳层厚度、壳层结构和壳层材料物性参数对壳层应力分布的影响进行了数值模拟,以此为基础,选取了两种不同杂质含量和球形度的Al-12wt%Si合金颗粒为原料,用水蒸气氧化法对其进行处理形成Al-12wt%Si@Al（OH）3颗粒后再热处理,制备Al-12wt%Si@Al2O3微胶囊,分析杂质含量、水蒸气压力和保压时间以及球形度、热处理温度对Al-12wt%Si@Al2O3微胶囊形貌与性能的影响,研究壳层形成机理;然后,对上述Al-12wt%Si@Al（OH）3颗粒进行硅溶胶浸渍后再热处理,制备了以氧化铝为内壳层、莫来石为外壳层的双壳层微胶囊Al-12wt%Si@Al2O3@mullite,并对其具有优异热循环性能的机理进行了研究;最后,将水蒸气氧化-硅溶胶浸渍后形成的微胶囊前驱体,引入到莫来石陶瓷材料中,通过热处理在陶瓷基体中原位形成以Al-12wt%Si为核的微胶囊,制备了具有相变潜热、高导热、高比热和优异热循环性能的高温相变蓄热复合陶瓷材料,研究了微胶囊前驱体加入量和焙烧温度对高温相变蓄热复合陶瓷性能的影响。研究结果表明:（1）微胶囊的球形度、壳层厚度、壳层结构和壳层材料物性参数都对壳层的应力分布有影响。当Al-12wt%Si合金微胶囊的球形度为1时,壳层的应力均匀分布;当Al-12wt%Si合金微胶囊壳层为单壳层时,核壳界面处的应力随壳层厚度的增加而减小;当Al-12wt%Si合金微胶囊壳层为双壳层、总厚度不变且内外壳层同为致密陶瓷材料时,内外壳层厚度比对壳层应力分布影响较小;内外壳层材料物性参数相差较大时,对壳层应力分布影响较大:内壳层为致密陶瓷材料、外壳层为多孔材料时,双壳层界面处应力陡然减小,当外壳层材料为金属时,双壳层界面处应力陡然增大。（2）Al-12wt%Si合金的杂质含量、水蒸气浓度、压力和保压时间与Al-12wt%Si@Al（OH）3颗粒的制备密切相关。杂质含量影响Al-12wt%Si@Al（OH）3颗粒表面的Al（OH）3晶体形貌:相同的水蒸气环境中,杂质含量高的原料表面由于出现阴极极化,易生成拜耳石,杂质含量低的原料表面由于出现阳极极化,易生成勃姆石;随着水蒸气压力增大,拜耳石和勃姆石晶体有生长在一起形成晶体平台的趋势;随着保压时间的延长,拜耳石数量先增大再减小,勃姆石数量则逐渐增加。（3）由不同球形度的Al-12wt%Si颗粒制备的Al-12wt%Si@Al2O3微胶囊具有不同的形貌和性能。由球形度较好的Al-12wt%Si合金颗粒制备的Al-12wt%Si@Al2O3微胶囊形貌好、壳层完整,相变潜热随热处理温度的升高和热循环次数的增加而降低。壳层形成机理为:温度升高过程中,Al（OH）3脱水分解形成Al2O3壳层对Al-12wt%Si合金进行包裹,同时空气中的O2扩散穿过刚形成还并不致密的Al2O3壳层,并与合金中的Al发生反应生成Al2O3晶体,直至热处理结束,Al2O3晶体生长并穿透Al2O3壳层,形成具有Al2O3晶体簇锚固的微胶囊壳层。（4）在上述基础上,将Al-12wt%Si@Al（OH）3颗粒置于硅溶胶中浸渍,再经过1100°C热处理,得到Al-12wt%Si@Al2O3@mullite双壳层微胶囊。此双壳层微胶囊形貌更好、壳层更完整、热循环性能优异,相变潜热高达367.1 J·g-1,3000次热循环后相变潜热仍可保持90.4%。此双壳层微胶囊的热循环性能优异是因为氧化铝内壳层为其提供强度支撑、莫来石外壳层提供热应力缓冲,且外壳层的“海绵效应”又可为Al-12wt%Si的固-液相变提供体积缓冲。根据所推导的公式可知,当微胶囊的比表面积与孔径乘积的四分之一大于液态和固态相变材料密度倒数之差时,微胶囊内部的相变材料在固-液相变时不易溢出壳层。（5）根据上述实验,将硅溶胶浸渍后的Al-12wt%Si@Al（OH）3颗粒作为微胶囊前驱体引入到莫来石陶瓷材料中,制成高温相变蓄热复合陶瓷材料。其常温耐压强度、常温抗折强度、热震稳定性、导热系数和相变潜热随微胶囊前驱体加入量的增加而增加,但是,随着热处理温度的升高,常温耐压强度、常温抗折强度增加,而相变潜热降低,热震稳定性和导热系数先升高后降低。当微胶囊前驱体加入量为45wt%、热处理温度为1300°C时,高温相变蓄热复合陶瓷经3000次热循环后相变潜热比热循环前仅下降了6.63%,且在50500°C升温范围内吸热量为无相变潜热的空白样的1.7倍。
陈正佳[6]（2021）在《太阳能相变蓄热器强化传热特性研究》文中认为大力发展太阳能技术,是缓解传统化石能源消耗带来的资源匮乏和环境污染等问题的重要手段。蓄热技术可以一定程度上解决太阳能由于昼夜交替、季节、天气等因素造成的热量供给和需求在时间与空间上的不平衡。相变蓄热技术具有吸放热温度稳定、蓄能密度大、相变过程易控制等诸多优点,具有深入研究的价值。本文以套管式相变蓄热器为基本结构,以添加质量分数为10%的膨胀石墨的石蜡作为蓄热材料,采用数值模拟的方法研究套管式太阳能相变蓄热器中的传热特性。探究由重力引起的自然对流以及传热管偏心距、肋片几何参数对相变蓄热器蓄热性能的影响。（1）建立套管式相变蓄热器物理模型并划分网格,利用CFD软件进行数值模拟,模拟结果与实验数据吻合度较高,模拟结果具有较好的可靠性。相变材料液相区的自然对流对蓄热器蓄热过程有明显促进作用,考虑自然对流的蓄热器蓄热时长为16000s,为不考虑自然对流的蓄热器蓄热时长的28%。（2）将传热管向下偏心放置可以缩短蓄热器的蓄热时长,随着偏心距的增大蓄热器整体蓄热时间呈先缩短后增长的趋势,当偏心距e=40mm时蓄热速率最高,蓄热时间长为3900s,较同心套管蓄热器缩短了75%。蓄热器放热过程中蓄相变材料以传热管为中心逐渐凝结,偏置的传热管使得上半部分的相变材料凝结变慢,整体放热时间变长。综合考虑蓄热器的蓄放热总时间,当偏心距e=40mm时蓄热器蓄放热总时长最短,为19000s。（3）对添加金属肋片的蓄热器进行了数值模拟以改善由于相变材料导热系数低而导致的相变蓄放热速率低的问题。结果表明:恰当的肋片高度可以有效提升蓄热器的蓄热效率,但对放热过程影响不大,本文数值模拟范围内最佳肋片高度为h=28mm;肋片数量对蓄热器蓄放热速度都有较大影响,肋片数量越多,蓄放热速度越快,当肋片数量N=10时蓄热器综合蓄放热效率最高,蓄放热总时长为8800s;增加肋片厚度可以提升蓄热器效率,当厚度增加到一定程度时,蓄热器的蓄热速率将达到极限,但放热速率会继续加快。当肋片厚度c=4mm时,蓄热器蓄放热总时长最短,为8400s。
金妍[7]（2021）在《膨胀石墨/石蜡复合相变材料制备与性能研究》文中提出相变蓄热技术是目前常用的节能技术,能够回收利用能源,调节能源供需侧矛盾,减少化石燃料的消耗和浪费,在太阳能利用、工业废热回收以及电子产品散热等方面得到广泛应用。相变蓄热技术的改进方向之一是提高相变材料的换热性能。石蜡是一种常用的相变材料,可在石蜡中添加具有高导热系数、高比表面积的膨胀石墨,制备成复合相变材料,形成导热通路加快热量的传递,减少蓄热时间,提高蓄热性能。在目前的研究中,往往讨论的是膨胀石墨的质量分数对材料蓄/放热特性的影响,然而研究中使用的不同规格的膨胀石墨导致许多研究结果中最佳质量分数不同。本文选择了未粉碎的80目膨胀石墨以及粉碎后50目-500目的膨胀石墨作为原材料,将膨胀石墨粒度从小到大记为A-E类。采用搅拌吸附的方法制备了质量分数2%-10%的膨胀石墨/石蜡相变复合材料,根据膨胀石墨原料和质量分数给材料编号,如E2为500目膨胀石墨质量分数2%的复合相变材料。对复合相变材料进行密度、相变特性和导热系数的物性测试后,搭建蓄/放热特性实验台,以70℃恒温水浴作为热源进行蓄热实验,以空气作为冷源进行放热实验。实验得到性能测试箱各测点的温度的升/降速率和蓄/放热时间来选择不同粒度膨胀石墨的最佳质量分数,并计算温度方向导数,从温度分布均匀性的角度进一步选出蓄/放热特性最好的复合相变材料。根据实验建立了蓄热模型,研究膨胀石墨对材料蓄热性能的改善情况。主要的研究结果如下:（1）在复合相变材料的物性上,空气的存在导致膨胀石墨/石蜡复合相变材料密度的实际值略小于理论值,但是孔隙率在6%以下,可忽略其对热物性影响。复合相变材料的相变温度相对于纯石蜡产生不同程度的滞后现象。相变潜热和导热系数变化规律相反,膨胀石墨粒度越小,质量分数越大,潜热越小,导热系数越大。（2）在蓄热过程中,性能测试箱内测点温度变化不同,选取了温升最快和最慢的测点,分析测点在同规格膨胀石墨不同质量分数下的相变复合材料中的温度变化,结果表明,50目、100目、325目和500目膨胀石墨较适合的质量分数分别为4%、4%、4%和8%。计算温差和方向温度导数分析温度均匀性,对比发现,蓄热性能较好的是B4、D4和E8。（3）在放热过程中,相变材料的上下层测点温差明显,在膨胀石墨同规格不同质量分数下对比放热最快和最慢的测点,结果表明,膨胀石墨质量分数越大,复合相变材料放热效果越好,计算温差和方向温度导数分析温度均匀性,对比发现放热性能较好的是D10。综合比较B4、D4、E8和D10的蓄热以及放热特性,发现B4的性能较好,是较优的复合相变材料。（4）根据数值传热学理论,对照实验建立模型,利用COMSOL软件对纯石蜡和复合相变材料B4的蓄热过程进行模拟。建立三维模型,作出合理假设简化模型,设定边界条件和初始条件,合理划分网格,保证网格质量,选取合适的求解器。对纯石蜡和B4模拟结果的测点温度变化、截面温度分布变化和截面液相分布变化进行对比,结果表明,添加4%的50目膨胀石墨能够有效提高传热速率,改善相变材料温度均匀性。对比实验值,最大偏差小于20%,在误差范围内,表明模型和假设合理,模拟结果可靠。
王铁营[8]（2021）在《基于碳酸盐高温定型相变储热材料的制备及性能研究》文中研究指明热能储存能有效利用能源,解决供需不平衡问题,在提高现有能源系统性能和可靠性方面扮演着重要的角色。本文关注热能存储材料和器件,旨在建立储热器件水平的性能与材料性能之间的关系,这是一个多尺度问题。重点研究了基于碳酸盐的定型相变储热材料的制备表征及其在高温环境下的应用。本文分别选择K2CO3和Na2CO3-K2CO3为相变材料、粉煤灰为基体材料,膨胀石墨为导热增强剂,制备不同熔化温度和导热性的定型相变储热材料,同时以所制备的定型相变材料的实验数据为依据,对含有上述定型相变储热材料的梯级平板储热器进行了数值模拟研究。以下是对工作的简要总结。第一,为解决K2CO3与粉煤灰在高温下无法共存的问题,本文提出了两步法制备含有K2CO3和粉煤灰的定型相变材料。首先,用一定量的K2CO3对粉煤灰进行改性,使改性后的粉煤灰主相变为硅铝酸钾（KAlSiO4）。然后,将改性后的粉煤灰与K2CO3混合,采用冷压烧结成型的方法制备定型相变储热材料。所制备的定型相变储热材料的潜热和热导率随着盐含量的增加而增加。K2CO3含量为50 wt.%和60 wt.%的两种定型相变材料经过烧结成型后能保持良好的形状,无裂纹。此外,在150次热循环试验中,它们在质量、潜热和化学相容性方面表现出良好的循环稳定性。第二,按照不同混合比例配置了 9种二元混合碳酸盐（Na2CO3-K2CO3）。采用差示扫描量热法分析了 9种混合盐的潜热及相变温度,并选取一种混合碳酸盐（Na2CO3-K2CO3,1:1,质量比）为相变材料,以改性粉煤灰为基体材料,通过混合烧结法制备了 5种不同含盐量的定型相变储热材料。定型相变储热材料的热导率与储热密度都随相变材料含量的增加而增加。当二元碳酸盐质量含量为50%、60%和70%时,定型相变材料烧结后外观完好无裂纹,且具有良好的储热能力及化学相容性。第三,为进一步提高二元碳酸盐-粉煤灰定型相变材料的热导率,采用向原复合材料中加入膨胀石墨的方法。研究了二元碳酸盐/膨胀石墨/粉煤灰新型定型相变储热材料的微观结构、热导率、化学相容性、比热容和潜热。结果表明:加入膨胀石墨后,储热材料整体形态发生变化,定型相变储热材料的孔隙增大,使比表面积和孔径增大;随着膨胀石墨质量含量的增加,定型相变材料的热容量和潜热略有下降,而热导率则随膨胀石墨质量含量的增加而增加,如含6 wt.%膨胀石墨的定型相变储热材料的热导率为3.182 W/（m·K）,比不含膨胀石墨的定型相变储热材料的热导率高183%。此外,用二次平行模型计算得到的有效热导率与实验研究结果吻合的较好。第四,为了研究膨胀石墨的加入对相变材料与基体材料的润湿性的影响。本文通过707℃下的动态接触角测量,研究了 Na2CO3-K2CO3在不同膨胀石墨含量的粉煤灰陶瓷基体上的润湿行为。在接触角测量过程中,考虑了基体表面微观结构、熔盐与基体的附着力和熔盐渗透等因素的影响。结果表明,共晶碳酸盐在粉煤灰陶瓷基体上表现出良好的润湿性,其润湿性受陶瓷基体表面微观结构和熔盐与基体粘附性的影响。由于实验过程中存在渗盐现象,为了消除渗盐效应,需要对实测接触角进行修正。随着基体中膨胀石墨含量的增加,基体表面粗糙度降低,盐分渗入减少,接触角明显增大。此外,采用高成型压力制备的基体也降低了表面裂纹和表面粗糙度,提高了接触角。最后,建立并验证了一个一维数值模型来分析含有所制备的定型相变材料的高温梯级平板储热器的热性能,旨在建立储热器件水平性能与材料性能之间的关系。结果表明:截止阈值越大,储热时间越长,储热效率越高,并且当截止阈值Rch超过0.4时,第三级相变材料无法发生相变,储热方式为显热储热;传热流体质量流量、平板的厚度和每一级平板长度的变化,对储热器的储热效率没有影响;传热流体质量流量越大,相变材料的储热速度越快;平板厚度越小,相变材料的储热速度越快;第一级相变材料的长度占总长的比例越大,储热量越高。
顾志伟[9]（2021）在《模块化电蓄热采暖技术研究》文中认为供暖系统中的蓄热技术能够合理地利用低谷电量,在用电低谷时期,将廉价的电能转化为热能储存在蓄热材料中,当白天电价高时再将储存在蓄热材料中的热能释放出来,实现电量的“削峰填谷”、平滑用电曲线和节约用户运行成本的目的。蓄热技术既可以缓解电厂高峰时期供电压力,又可以有效的解决用电峰谷差距大的问题。本文运用热力学基本原理,综合采用文献分析法,对电蓄热地板供暖的方法进行了理论分析,建立了平板相变材料蓄热放热电采暖模型。在蓄放热问题上,将三维模型转化到二维横截面,把蓄热问题从三维模型转化到二维平面上,大大降低了研究难度。运用焓-孔隙率的计算方法,引入液相分数来间接描述固-液界面的变化过程,解决了等温相变和一定相变温度范围的相变问题。按照调查的数据特点和评价需求,以对蓄热地板实际使用价值有重要影响的三个参考条件作为研究对象,包括电热膜加热结束后房间温度、蓄热材料放热结束后房间温度、电热膜地板厚度,这些变量不仅反映了电蓄热板对房间温度的影响程度,而且是对此蓄热模块进行实用设计的重要基础。在电价处于谷电时段时,电热膜利用低价电能给房间采暖,使室内温度始终处于人体舒适温度范围偏上;在电价处于峰电时段时,蓄热材料利用谷电时段吸收的热量进行放热,也使室内地板温度始终处于规范要求范围内。从而最终选择出合适的模型,并模拟其在设计标准房间内的蓄放热过程。最后通过分别采用电蓄热采暖和集中供暖的同一房间进行经济性分析,从而得到了采用电蓄热采暖的回收期。
叶宇轩[10]（2020）在《熔盐相变过程的强化传热数值模拟及实验研究》文中进行了进一步梳理熔融盐作为相变蓄热材料具有热容量大、温度范围广和热稳定性强等优点,被广泛应用在潜热蓄热领域。然而,相变材料普遍存在热导率低、使用寿命短等问题,不利于蓄热系统的稳定高效的运行。本文以熔盐为研究对象,针对熔盐相变过程的强化传热技术进行了实验及数值模拟研究,为熔盐相变蓄热系统的优化设计提供一定参考。主要工作内容如下:1.搭建了导热系数测试和熔盐蓄热实验平台。测试得到了熔盐和复合相变材料的导热系数,比较发现复合相变材料的导热系数是纯硝酸盐的3-5倍。相变蓄热实验得到了不同工况下蓄热容器内各水平截面熔盐的温度分布,对比分析了各工况的完全蓄热时间,为后续数值模拟工作提供实验数据参考。2.建立了熔盐相变数值模型,利用实验结果验证了模型的准确性。数值模拟得到了不同孔隙率泡沫金属插入式填充工况下熔盐的蓄热特性,分析了容器内熔盐蓄热过程的速度云图、液相率及温度云图等。通过对比各截面温差曲线,发现填充泡沫金属后熔盐的蓄热速率明显提升。3.研究了立式管壳式相变蓄热单元的翅片管、波节管结构的强化传热性能。利用正交优化方法得到了蓄热时间最短的翅片结构。分析了多结构下蓄热单元的蓄/放热液相率曲线、温度分布以及速度分布,并将单位质量相变材料蓄/放热强度作为蓄/放热性能评价指标,得到了性能最优的蓄热单元结构。4.探究了泡沫金属和翅片结构在卧式套管蓄热单元中的强化传热作用。结果表明,泡沫金属的结构参数、种类、填充位置以及不同形状的翅片结构都可以强化熔盐的热传导,保证温度场均匀性,但会对熔盐的自然对流产生抑制作用。并通过前文评价指标分析了各工况的综合蓄/放热性能。
二、纳米技术在蓄热材料中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米技术在蓄热材料中的应用（论文提纲范文）
（1）吸附蓄热耦合的室内空气净化系统特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 空气净化方法研究现状 |
| 1.2.1 过滤法 |
| 1.2.2 吸附法 |
| 1.2.3 光催化法 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 系统净化过程的理论基础 |
| 2.1 颗粒物的受力和运动模型 |
| 2.1.1 颗粒物的受力方程 |
| 2.1.2 颗粒物的运动理论模型 |
| 2.2 流体运动微分方程 |
| 2.3 系统对颗粒物的净化机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 吸附蓄热耦合的室内空气净化系统试验 |
| 3.1 试验装置和测量仪器 |
| 3.1.1 吸附蓄热净化系统试验台 |
| 3.1.2 吸附蓄热模块 |
| 3.1.3 测量仪器 |
| 3.2 试验方法和试验结果 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 试验结果 |
| 3.2.3 误差分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 试验结果分析 |
| 4.1 系统内颗粒物的自然衰减 |
| 4.2 系统的净化效率 |
| 4.2.1 蓄热工况下系统对颗粒物的净化效率 |
| 4.2.2 非蓄热工况下系统对颗粒物的净化效率 |
| 4.2.3 蓄热和非蓄热工况对系统净化颗粒物的影响 |
| 4.3 系统的蓄热特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 净化系统的数值模拟及分析 |
| 5.1 数值计算基础 |
| 5.2 计算模型的选择 |
| 5.2.1 气相模型 |
| 5.2.2 颗粒相模型 |
| 5.2.3 多孔介质阻力模型 |
| 5.3 模型建立和网格划分 |
| 5.4 计算方法和边界条件 |
| 5.4.1 计算方法 |
| 5.4.2 基本假设 |
| 5.4.3 边界条件和初始条件 |
| 5.5 模拟结果和分析 |
| 5.5.1 压力场 |
| 5.5.2 速度场 |
| 5.5.3 颗粒物 |
| 5.5.4 温度场 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）新型复合相变材料的研究及其在蓄热床中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 相变蓄热技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 相变蓄热材料 |
| 1.2.2 相变蓄热装置 |
| 1.3 相变蓄热技术的挑战及应用 |
| 1.4 论文研究目的及主要研究内容 |
| 2 新型复合相变材料的制备与测试 |
| 2.1 实验目的 |
| 2.2 实验材料及仪器 |
| 2.3 实验材料的制备 |
| 2.4 测试与表征 |
| 2.4.1 过冷度与相分离测试 |
| 2.4.2 热物性测量 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 相分离测试 |
| 2.5.2 过冷度测试 |
| 2.5.3 添加纳米铜对强化传热及过冷影响 |
| 2.5.4 新型复合相变材料的热物性研究 |
| 2.5.5 新型复合相变材料的热稳定性研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 填充床相变蓄热器的数值模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型与几何尺寸 |
| 3.3 数学模型 |
| 3.3.1 基本假设及控制方程 |
| 3.3.2 流动工质及相变材料物性拟合 |
| 3.3.3 边界条件设置 |
| 3.4 数据处理方法 |
| 3.5 网格划分及网格独立性验证 |
| 3.6 数值求解方法及模型验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 填充床相变蓄热器的蓄放热特性 |
| 4.1 新型复合相变材料与石蜡蓄放热过程对比 |
| 4.1.1 液相率 |
| 4.1.2 温度场 |
| 4.1.3 蓄放热量及蓄放热功率 |
| 4.1.4 复合相变材料与石蜡性能的综合评估 |
| 4.2 不同结构化填充方式对蓄放热性能影响 |
| 4.2.1 蓄热性能对比 |
| 4.2.2 放热性能对比 |
| 4.2.3 不同结构化蓄热床的热性能综合评估 |
| 4.3 面心立方堆积蓄热床的参数化分析 |
| 4.3.1 Re对蓄热床性能的影响 |
| 4.3.2 进口温度对蓄热床性能的影响 |
| 4.3.3 Pr对蓄热床性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 论文的创新性 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的学术成果 |
（3）CNTs-BN/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料制备及其导热机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本研究课题的来源、背景及其意义 |
| 1.2 国内外与课题相关研究领域的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 国内外与课题相关研究领域的研究成果简析 |
| 1.3.1 国内外研究取得的成果 |
| 1.3.2 存在的不足或有待研究的问题 |
| 1.4 本课题创新点及研究方案 |
| 1.4.1 课题创新点 |
| 1.4.2 研究方案 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第2章 CNTs-BN/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料的制备及分析 |
| 2.1 实验原料及仪器 |
| 2.2 CNTs-BN/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料的制备 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 Hot Disk分析 |
| 2.3.2 DSC分析 |
| 2.3.3 循环稳定性 |
| 2.3.4 XRD分析 |
| 2.3.5 SEM分析 |
| 2.3.6 熔化-凝固实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 复合相变蓄热材料有效导热系数的研究 |
| 3.1 混合纳米填料的质量分数对导热系数的影响 |
| 3.2 纳米氮化硼与碳纳米管的配比对导热系数的影响 |
| 3.3 碳纳米管的管径对导热系数的影响 |
| 3.4 环境温度对导热系数的影响 |
| 3.5 等效导热系数的预测模型 |
| 3.5.1 主要的导热系数预测模型 |
| 3.5.2 导热系数预测模型的建立 |
| 3.5.3 模型值与实验值的对比 |
| 3.6 导热系数的协同效率 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 CNTs-BN/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料的导热机理 |
| 4.1 理论基础 |
| 4.1.1 声子理论 |
| 4.1.2 导热通路 |
| 4.1.3 复合相变蓄热材料的界面热阻 |
| 4.2 混合纳米填料的质量分数与复合相变蓄热材料的导热机理 |
| 4.3 混合纳米填料的配比与复合相变蓄热材料的导热机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）户用相变蓄热水箱性能分析及优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 能源与环境现状 |
| 1.1.2 蓄热技术简介 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 相变传热强化技术研究 |
| 1.2.2 相变蓄热水箱研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 相变蓄热水箱设计 |
| 2.1 相变材料遴选 |
| 2.2 水箱结构设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 相变蓄热水箱性能模拟研究 |
| 3.1 相变传热过程原理 |
| 3.2 模拟软件介绍 |
| 3.3 相变蓄热水箱数学模型 |
| 3.3.1 流态判定与基本假设 |
| 3.3.2 控制方程 |
| 3.4 网格无关性验证 |
| 3.5 工况设置及模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 相变层厚度对蓄热水箱性能的影响 |
| 4.1 蓄热过程 |
| 4.2 放热过程 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 相变蓄热水箱结构优化 |
| 5.1 蓄热过程 |
| 5.2 放热过程 |
| 5.3 组合式相变材料 |
| 5.4 性能评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）Al-12wt%Si合金微胶囊的设计、制备与性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 相变蓄热材料概况 |
| 1.2.1 相变蓄热材料的性能要求 |
| 1.2.2 相变蓄热材料的分类 |
| 1.2.3 高温相变蓄热材料的应用现状 |
| 1.3 金属及合金相变蓄热材料的研究现状 |
| 1.3.1 金属及合金相变蓄热材料概况 |
| 1.3.2 Al-Si合金的相变蓄热研究 |
| 1.4 高温相变蓄热材料的封装技术 |
| 1.4.1 高温相变蓄热材料胶囊化 |
| 1.4.2 高温相变蓄热材料定型化 |
| 1.5 本论文的提出及主要研究内容 |
| 1.5.1 本论文的提出 |
| 1.5.2 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 实验 |
| 2.1 实验原料及设备 |
| 2.2 样品制备方法 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 成分和结构分析 |
| 2.3.2 热学性能 |
| 2.3.3 常规物理性能 |
| 第3章 微胶囊热-结构耦合数值模拟与壳层结构优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数学模型 |
| 3.2.1 基本假设与模型简化 |
| 3.2.2 控制方程 |
| 3.2.3 初始条件和边界条件 |
| 3.3 网格划分 |
| 3.4 计算方法 |
| 3.5 计算结果与分析 |
| 3.5.1 球形度对微胶囊热学和力学行为的影响 |
| 3.5.2 微胶囊壳层结构对壳层热学和力学行为的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Al-12wt%Si@Al(OH)_3颗粒的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 杂质含量对Al-12wt%Si@Al(OH)_3颗粒的影响 |
| 4.3.1 组成分析 |
| 4.3.2 显微结构 |
| 4.4 水蒸气参数对Al-12wt%Si@Al(OH)_3颗粒的影响 |
| 4.4.1 水蒸气压力的影响 |
| 4.4.2 保压时间的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Al-12wt%Si@Al_2O_3微胶囊的制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 原料对Al-12wt%Si@Al_2O_3微胶囊的影响 |
| 5.3.1 微观形貌 |
| 5.3.2 相变潜热和热循环性能 |
| 5.4 热处理温度对Al-12wt%Si@Al_2O_3微胶囊的影响 |
| 5.4.1 物相分析和显微结构 |
| 5.4.2 相变潜热和热循环性能 |
| 5.5 Al-12wt%Si@Al_2O_3微胶囊壳层的形成机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 Al-12wt%Si@Al_2O_3@mullite双壳层微胶囊的制备与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方案 |
| 6.3 组成和显微结构分析 |
| 6.3.1 热处理前样品的组成分析和显微结构 |
| 6.3.2 热处理后样品的组成分析和显微结构 |
| 6.4 Al-12wt%Si@Al_2O_3@mullite双壳层微胶囊性能研究 |
| 6.4.1 相变潜热 |
| 6.4.2 热循环性能 |
| 6.4.3 蓄热能力 |
| 6.5 Al-12wt%Si@Al_2O_3@mullite双壳层微胶囊的壳层形成机理 |
| 6.6 微胶囊优异热循环性能分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 Al-12wt%Si合金高温相变蓄热复合陶瓷的制备与性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方案 |
| 7.3 微胶囊前驱体加入量的影响 |
| 7.3.1 物相分析和显微结构 |
| 7.3.2 常规物理性能 |
| 7.3.3 热学性能 |
| 7.4 热处理温度的影响 |
| 7.4.1 物相分析和显微结构 |
| 7.4.2 常规物理性能 |
| 7.4.3 热学性能 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 本论文的创新点 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（6）太阳能相变蓄热器强化传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 相变蓄热技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 相变蓄热材料的研究进展 |
| 1.2.2 太阳能相变蓄热器数值模拟研究进展 |
| 1.2.3 相变蓄热器结构优化进展 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容和方法 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 相变换热理论模型与数值求解方法 |
| 2.1 相变传热求解方法 |
| 2.2 相变传热的数值求解模型 |
| 2.2.1 温度法模型 |
| 2.2.2 焓方法模型 |
| 2.2.3 相变传热问题中的流动处理 |
| 2.3 FLUENT软件数值模拟 |
| 2.3.1 FLUENT软件简介 |
| 2.3.2 凝固/熔化模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 同心套管蓄热器蓄放热特性研究 |
| 3.1 物理模型 |
| 3.2 数学模型 |
| 3.2.1 离散控制方程 |
| 3.2.2 FLUENT的有关参数设置 |
| 3.3 数值模型验证 |
| 3.3.1 可靠性验证 |
| 3.3.2 网格无关性验证 |
| 3.3.3 时间步长独立性检验 |
| 3.4 同心套管蓄热器蓄放热过程传热特性研究 |
| 3.4.1 同心套管蓄热器蓄热过程研究 |
| 3.4.2 同心套管蓄热器放热过程研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 偏心套管蓄热器强化传热特性研究 |
| 4.1 偏心距对石蜡蓄热过程的影响 |
| 4.2 偏心距对石蜡放热过程的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 纵向平直肋片对相变换热性能的影响 |
| 5.1 肋片高度对蓄热器蓄放热过程的影响 |
| 5.1.1 肋片高度对蓄热器蓄热过程的影响 |
| 5.1.2 肋片高度对蓄热过程液相区流场影响分析 |
| 5.1.3 肋片高度对蓄热器放热过程的影响 |
| 5.2 肋片数量对蓄热器蓄放热过程的影响 |
| 5.2.1 肋片数量对蓄热器蓄热过程的影响 |
| 5.2.2 肋片数量对蓄热器放热过程的影响 |
| 5.3 肋片厚度对蓄热器蓄放热过程的影响 |
| 5.3.1 肋片厚度对蓄热器蓄热过程的影响 |
| 5.3.2 肋片厚度对蓄热器放热过程的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（7）膨胀石墨/石蜡复合相变材料制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 蓄热技术 |
| 1.2.1 蓄热技术分类 |
| 1.2.2 相变蓄热的应用 |
| 1.2.3 相变材料的分类和选取原则 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 增大换热面积 |
| 1.3.2 提高换热温差 |
| 1.3.3 提高导热系数 |
| 1.4 研究内容及意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 第二章 复合相变材料的制备及性能测试方法 |
| 2.1 实验材料的选择 |
| 2.1.1 石蜡的选取 |
| 2.1.2 膨胀石墨的选取 |
| 2.2 复合相变材料的制备 |
| 2.3 复合相变材料物性测试 |
| 2.3.1 复合相变材料的密度测试 |
| 2.3.2 复合相变材料的DSC测试 |
| 2.3.3 复合相变材料的导热系数测试 |
| 2.4 蓄/放热实验系统 |
| 2.4.1 实验系统介绍 |
| 2.4.2 实验设备介绍 |
| 2.4.3 热电偶的布置 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 膨胀石墨/石蜡复合相变材料的物性测试 |
| 3.1 密度测试结果 |
| 3.2 相变特性测试结果 |
| 3.3 导热系数测试结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 膨胀石墨/石蜡复合相变材料蓄/放热性能实验研究 |
| 4.1 实验步骤 |
| 4.2 蓄热过程结果分析 |
| 4.2.1 纯石蜡蓄热过程 |
| 4.2.2 同规格不同质量分数相变材料的蓄热过程 |
| 4.2.3 不同规格较优质量分数相变材料的比较 |
| 4.3 放热过程结果分析 |
| 4.3.1 纯石蜡放热过程 |
| 4.3.2 同规格不同质量分数相变材料的放热过程 |
| 4.3.3 不同规格较优质量分数相变材料的比较 |
| 4.4 蓄放热过程综合比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 相变材料蓄热性能数值模拟 |
| 5.1 软件简介 |
| 5.2 模型的建立和设置 |
| 5.2.1 模型和假设 |
| 5.2.2 控制方程 |
| 5.2.3 初始条件和边界条件 |
| 5.3 网格划分 |
| 5.4 模拟结果 |
| 5.4.1 测点温度变化情况 |
| 5.4.2 截面温度变化情况 |
| 5.4.3 液相分布变化情况 |
| 5.5 模拟与实验对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望与建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（8）基于碳酸盐高温定型相变储热材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1. 储热技术研究背景与意义 |
| 1.1.1. 能源的形势 |
| 1.1.2. 储热技术的必要性 |
| 1.1.3. 储热技术分类与特点 |
| 1.2. 定型相变储热材料研究现状 |
| 1.2.1. 相变材料与基体材料的选择 |
| 1.2.2. 定型相变材料的制备方法 |
| 1.3. 储热材料导热增强的研究现状 |
| 1.3.1. 金属材料 |
| 1.3.2. 碳基材料 |
| 1.4. 热能存储换热装置 |
| 1.4.1. 填充床储热换热装置 |
| 1.4.2. 管壳式储热换热装置 |
| 1.4.3. 平板式储热换热装置 |
| 1.4.4. 梯级储热系统 |
| 1.5. 研究目的、意义和主要内容 |
| 1.5.1. 研究目的及意义 |
| 1.5.2. 主要研究内容 |
| 第2章 K_2CO_3/粉煤灰定型相变储热材料的制备及热物性研究 |
| 2.1. 引言 |
| 2.2. 实验部分 |
| 2.2.1. 实验材料 |
| 2.2.2. 实验仪器 |
| 2.2.3. 定型相变储热材料的制备 |
| 2.2.4. 表征与测试 |
| 2.3. 结果与讨论 |
| 2.3.1. 粉煤灰改性分析 |
| 2.3.2. 改性后粉煤灰的微结构分析 |
| 2.3.3. 化学相容性分析 |
| 2.3.4. 相变行为分析 |
| 2.3.5. 导热性能分析 |
| 2.3.6. 循环稳定性分析 |
| 2.4. 本章小结 |
| 第3章 Na_2CO_3-K_2CO_3/粉煤灰定型相变储热材料的制备及热物性研究 |
| 3.1. 引言 |
| 3.2. 实验部分 |
| 3.2.1. 实验材料与仪器 |
| 3.2.2. 定型相变材料的制备 |
| 3.2.3. 表征与测试 |
| 3.3. 结果与讨论 |
| 3.3.1. 同步热分析仪矫正 |
| 3.3.2. 共晶盐及定型相变储热材料的选取 |
| 3.3.3. 定型相变储热材料的化学相容性分析 |
| 3.3.4. 定型相变储热材料的相变行为 |
| 3.3.5. 定型相变材料热导率及储热密度 |
| 3.4. 本章小结 |
| 第4章 Na_2CO_3-K_2CO_3/粉煤灰/膨胀石墨定型相变储热材料的制备及热物性研究 |
| 4.1. 引言 |
| 4.2. 实验部分 |
| 4.2.1. 实验材料与仪器 |
| 4.2.2. 定型相变储热材料的制备 |
| 4.2.3. 表征与测试 |
| 4.3. 结果与讨论 |
| 4.3.1. 微观形貌和孔隙结构特征 |
| 4.3.2. 化学相容性分析 |
| 4.3.3. 定型相变材料相变行为分析 |
| 4.3.4. 定型相变材料热性能分析 |
| 4.4. 本章小结 |
| 第5章 粉煤灰基体中膨胀石墨含量对熔融二元碳酸盐的润湿性影响 |
| 5.1. 引言 |
| 5.2. 实验部分 |
| 5.2.1. 实验材料与仪器 |
| 5.2.2. Na_2CO_3-K_2CO_3样品及基体衬底的制备 |
| 5.2.3. 表征与测试 |
| 5.3. 结果与讨论 |
| 5.3.1. 接触角和跌落尺寸分析 |
| 5.3.2. 盐滴渗透对接触角影响的分析 |
| 5.3.3. 衬底表面粗糙度分析 |
| 5.3.4. 衬底成形压力对接触角的影响 |
| 5.4. 本章小结 |
| 第6章 含高温相变材料的梯级平板蓄热装置储热性能数值模拟 |
| 6.1. 引言 |
| 6.2. 物理模型及材料属性 |
| 6.2.1. 物理模型 |
| 6.2.2. 材料属性 |
| 6.3. 数学模型 |
| 6.3.1. 控制方程及边界条件 |
| 6.3.2. 数值计算方法 |
| 6.3.3. 效率评估方法 |
| 6.3.4. 模型验证 |
| 6.4. 结果与讨论 |
| 6.4.1. 截止阈值的影响 |
| 6.4.2. 质量流量的影响 |
| 6.4.3. 平板厚度的影响 |
| 6.4.4. L1、L2和L3长度的影响 |
| 6.5. 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1. 结论 |
| 7.2. 创新点 |
| 7.3. 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（9）模块化电蓄热采暖技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 电蓄热及蓄热材料的研究动态 |
| 1.2.1 国内主要研究现状 |
| 1.2.2 国外主要研究现状 |
| 1.2.3 研究评述 |
| 1.3 本文研究的内容与方法 |
| 1.3.1 主要内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 电蓄热技术理论分析 |
| 2.1 电蓄热技术的特点 |
| 2.1.1 电蓄热不同于其它蓄热技术的特点分析 |
| 2.1.2 电蓄热特点分析 |
| 2.2 电蓄热材料选择 |
| 2.2.1 电采暖材料选择 |
| 2.2.2 蓄热材料的选择 |
| 2.2.3 蓄热包裹材料的选择 |
| 2.3 电蓄热模块结构 |
| 2.4 设计房间结构 |
| 2.5 设计电蓄热模块尺寸 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 铜铝合金-石蜡相变蓄热模型的仿真 |
| 3.1 模拟方案确认 |
| 3.2 仿真模拟软件介绍 |
| 3.3 数学模型的建立 |
| 3.4 物理模型的建立 |
| 3.4.1 建立基础物理模型 |
| 3.4.2 电蓄热模块模拟尺寸 |
| 3.4.3 建立评价标准 |
| 3.5 仿真模拟过程 |
| 3.5.1 电热膜放热过程仿真模拟 |
| 3.5.2 蓄热材料放热过程模拟 |
| 3.6 仿真模拟结果 |
| 3.6.1 电热膜放热过程仿真模拟结果 |
| 3.6.2 蓄热材料放热过程仿真模拟结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 经济性分析 |
| 4.1 经济评价指标 |
| 4.2 应用场景及经济分析 |
| 4.3 小区居民楼采暖 |
| 4.3.1 小区居民楼集体采暖费用 |
| 4.3.2 相变蓄热电采暖费用 |
| 4.3.3 电蓄热供暖回收期 |
| 4.4 供暖需求低谷电时期的商业建筑供暖 |
| 4.4.1 商业建筑集体供热费用 |
| 4.4.2 商业建筑电蓄热供热费用 |
| 4.4.3 电蓄热供热回收期 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）熔盐相变过程的强化传热数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 熔盐相变蓄热技术研究进展 |
| 1.2.1 熔盐相变材料简介 |
| 1.2.2 熔融盐的研究现状及应用 |
| 1.3 蓄热过程中的强化传热技术研究进展 |
| 1.3.1 复合相变材料提高导热系数 |
| 1.3.2 增加换热面积 |
| 1.3.3 改善传热过程均匀性 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 熔盐蓄热实验研究 |
| 2.1 实验目的 |
| 2.2 实验系统 |
| 2.2.1 导热系数测量平台 |
| 2.2.2 熔盐蓄热试验平台 |
| 2.3 实验仪器及设备 |
| 2.4 实验步骤 |
| 2.4.1 导热系数测量实验 |
| 2.4.2 熔盐蓄热实验 |
| 2.5 误差分析 |
| 2.6 实验数据汇总及讨论 |
| 2.6.1 导热系数测量实验 |
| 2.6.2 熔盐蓄热实验 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 相变过程传热特性的数值计算方法 |
| 3.1 计算流体力学简介 |
| 3.2 数值计算要点介绍 |
| 3.2.1 控制方程及数学模型 |
| 3.2.2 相变传热的求解策略 |
| 3.3 相变蓄热模型的建立 |
| 3.3.1 网格划分及边界条件 |
| 3.3.2 物理模型及网格无关验证 |
| 3.4 数值模拟结果及分析 |
| 3.4.1 速度场分布 |
| 3.4.2 蓄热性能对比 |
| 3.4.3 液相率及温度分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 相变蓄热单元蓄/放热过程的数值计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何模型及边界条件 |
| 4.2.1 翅片管蓄热单元物理模型 |
| 4.2.2 正交试验概况 |
| 4.2.3 波节管蓄热单元物理模型 |
| 4.3 数值模拟结果及分析 |
| 4.3.1 不同参数翅片对蓄/放热性能的影响 |
| 4.3.2 不同结构蓄热单元对蓄/放热性能的影响 |
| 4.4 蓄热经济性能评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 相变蓄热器的数值模拟及优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 泡沫金属不同填充位置对蓄/放热性能的影响 |
| 5.2.1 套管式蓄热单元物理模型 |
| 5.2.2 液相率变化分析 |
| 5.2.3 液相率及温度场分析 |
| 5.2.4 速度场分析 |
| 5.2.5 蓄热性能评价 |
| 5.3 不同泡沫金属对蓄/放热性能的影响 |
| 5.3.1 不同泡沫金属填充率下的蓄热性能 |
| 5.3.2 不同泡沫金属材料填充下的蓄热性能 |
| 5.3.3 不同孔密度属填充下的蓄热性能 |
| 5.4 蓄热单元翅片结构优化 |
| 5.4.1 翅片管蓄热单元物理模型 |
| 5.4.2 液相率变化分析 |
| 5.4.3 液相率及温度场分析 |
| 5.4.4 速度场分析 |
| 5.4.5 蓄热性能评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、纳米技术在蓄热材料中的应用（论文参考文献）
- [1]吸附蓄热耦合的室内空气净化系统特性研究[D]. 纪开. 北方工业大学, 2021(01)
- [2]新型复合相变材料的研究及其在蓄热床中的应用[D]. 张壮. 青岛科技大学, 2021(01)
- [3]CNTs-BN/肉豆蔻酸复合相变蓄热材料制备及其导热机理[D]. 朱长林. 东北电力大学, 2021(09)
- [4]户用相变蓄热水箱性能分析及优化研究[D]. 吴璠. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]Al-12wt%Si合金微胶囊的设计、制备与性能优化[D]. 韩藏娟. 武汉科技大学, 2021
- [6]太阳能相变蓄热器强化传热特性研究[D]. 陈正佳. 河北科技大学, 2021(02)
- [7]膨胀石墨/石蜡复合相变材料制备与性能研究[D]. 金妍. 天津商业大学, 2021(12)
- [8]基于碳酸盐高温定型相变储热材料的制备及性能研究[D]. 王铁营. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [9]模块化电蓄热采暖技术研究[D]. 顾志伟. 燕山大学, 2021(01)
- [10]熔盐相变过程的强化传热数值模拟及实验研究[D]. 叶宇轩. 山东大学, 2020(10)