高溫多孔質(zhì)相變材料制備與熱管式儲熱器研究.pdf

1、本文研制開發(fā)了一種廉價且可以大規(guī)模生產(chǎn)的高溫顆粒狀復合定型相變儲熱材料。該材料以鈉基膨潤土為基體,混合硝酸鹽為固-液相變儲熱材料,通過熔融插層法將硝酸鹽嵌入到在鈉基膨潤土的納米層間內(nèi),從而制備出膨潤土/混合硝酸鹽納米復合相變蓄熱材料。結(jié)合實驗研究探討了制備該復合相變蓄熱材料的影響因素和實驗條件,并采用差示掃描量熱分析儀、掃描電子顯微鏡、硅漂移探測器能譜儀、同步熱分析儀等多種分析測試手段對材料的結(jié)構(gòu)和儲熱性能進行表征。結(jié)果表明制備的復合儲

2、熱材料顆粒具有很好的結(jié)構(gòu)與性能穩(wěn)定性,蓄熱能力較好,固-液相變過程中無泄露等優(yōu)點。
　　本文還提出一種新型的使用上述顆粒定型復合儲熱材料的熱管式高溫相變儲熱器。在設計的儲熱器的“相變”概念中,并非指儲熱器內(nèi)部相變材料以固-液相變方式儲放熱,而是特指儲熱材料與熱源/冷源間以換熱工質(zhì)汽-液相變的方式換熱。這種類似于并優(yōu)于熱管的中間介質(zhì)相變換熱方式,擺脫了儲熱材料低導熱系數(shù)的束縛,使得儲熱器的儲/放熱性能極其出色。本文在理論分析相變儲熱

3、器加熱時間、各部分功率分配、顆粒定形相變材料內(nèi)外溫差、蒸汽與顆粒溫差的基礎上,以萘為中間換熱介質(zhì)、采用電加熱的方式搭建實驗臺對復合相變儲熱材料及熱管式相變換熱器性能進行了實驗研究。理論分析及實驗結(jié)果表明,新型儲熱材料經(jīng)過多次循環(huán)使用后儲熱性能基本不變,具備良好的熱穩(wěn)定性;熱管式相變儲熱器具備良好的儲熱和換熱性能,所設計的相變儲熱器儲熱性能不再受相變材料低導熱系數(shù)的制約,顆粒相變材料能夠迅速完成吸熱,在主要工作溫度階段相變材料與換熱介質(zhì)的