石蠟-銅納米粒子復合相變材料儲熱性能的研究.pdf

1、石蠟中的正十八烷相變溫度為28℃左右,比較適用于自然環(huán)境下的蓄熱系統,因此本文選用正十八烷作為立式集熱板太陽能熱氣流發(fā)電系統的相變儲熱材料來保證系統的連續(xù)運行。同時正十八烷具有較高的相變潛熱、無過冷及析出現象、性能穩(wěn)定、無毒、價格便宜,但也存住導熱系數低的缺點,因此在對系統裝置結構進行研究并得到最優(yōu)化結構的基礎上,采取添加銅納米粒子的方式來強化石蠟的導熱性能。
　　本文在串聯和并聯導熱模型的基礎上,根據熱傳導的基本理論,充分考慮了

2、銅納米粒子與石蠟皋體之間的分布規(guī)律,以此建立了適用于復合材料導熱系數計算的串并聯混合導熱模型。通過理論分析得出:添加銅納米粒子可以顯著增大石蠟正十八烷的導熱系數,隨著銅納米粒子含量的增加,復合材料的導熱系數不斷增大。
　　采用分子動力學模擬的方法對石蠟正十八烷及其復合相變材料的導熱系數進行模擬研究,研究結果表明:正十八烷在固態(tài)時導熱系數最高為0.216W/m·K;在相變熔融態(tài)時導熱系數最低為0.192 W/m.K。添加不同體積分數

3、的銅納米粒子可使復合材料的導熱系數提高幅度不同,當體積分數為1%時可使正十八烷導熱系數提高17%。
　　采用添加化學分散劑和物理超盧波振蕩相結合的方法,通過兩步法制備制納米粒子體積分數分別為0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%的復合相變材料,并采用瞬態(tài)熱針法對其導熱系數進行測量,測量得到:復合材料的導熱系數隨著銅納米粒子含最的增加先逐漸增大然后減小,在銅納米粒子含量為1%時,導熱系數最大,最大值為0.277W/m·K。

4、　　采用DSC對石蠟/納米復合相變材料的相變潛熱、相變溫度、相變時間等物理量進行了測量,實驗結果農明:隨著銅納米粒子含量的增加,復合相變材料的相變潛熱逐漸減少,相變溫度也有所降低,但是變化幅度較小,對正十八烷的蓄熱特性影響甚小;而相變時間先減小后增大,在銅納米粒子含量為0.5%～1%時,所需的相變時間最短,復合材料的導熱性能最好。
　　本文通過在石蠟正十八烷基體中添加銅納米粒子來強化其導熱性能,得到了較為理想的結果,這對于相變儲能