月桂酸-癸酸/十四醇-十二烷复合相变储能材料的制备与性能研究

本文研制了一种用于相变温度为5-15℃的储能系统的相变储能材料,该材料由月桂酸（LA）、癸酸（DA）、十四醇（TA）与十二烷（DD）按比例混合经超声波振荡后制得,质量配比为27.1∶28.5∶29.6∶14.8。相变储能材料的性质通过步冷曲线法、差示扫描量热法（DSC）以及热稳定循环测试法等方法来研究。实验结果表明,本相变储能材料的过冷度接近0℃,可忽略不计;在流速为10 m L/min的液氮氛围以及5℃/min的温度变化速率下,相变温度为5.13℃,相变潜热为154 J/g;本材料循环600次后偏离了共融状态,但无分层,具有较好的循环稳定性;通过一系列性能测试,得到了本材料的基本物理性质及热性能。由此可得,本相变复合材料具有较高的潜热、合适的相变温度、较好的热稳定性以及较低的成本,在储能系统尤其是空调系统中表现出了极大的潜力。

纳米二氧化钛-赤藻糖醇储能体系实验研究

针对移动供热的温度范围,相变温度为119℃的赤藻糖醇具有很大的应用潜力,但其存在导热系数低、放热不稳定、容易过冷等不足。本文通过添加纳米材料作为成核剂改善赤藻糖醇性能,制备了不同纳米材料的相变复合材料。对样品的融化-凝固进行观察记录,绘制时间温度曲线并对纳米氧化钛在质量分数不同的情况下进行体积膨胀率和密度、过冷度、相变潜热、导热系数测定,测试表明,相对于纯赤藻糖醇,添加纳米级物质作为成核剂可以减小相变材料的过冷度,并且在一定程度上可以提高相变材料的导热系数;纳米二氧化钛对样本的密度数值上有0.02~0.08 g/cm^3的波动,膨胀率呈减小的趋势;添加0.1%的纳米二氧化钛-赤藻糖醇过冷度下降37.91%,潜热值下降2.25%,固态导热系数增大3.67倍。

微纳米粒子对辛酸-肉豆蔻酸相变储能体系热物性的影响

该文通过添加3组同族（镍、铝、铜）亚微米级金属、纳米金属及纳米金属氧化物改善其传热性能,制备可用于空调蓄冷系统的新型相变储能材料;通过步冷实验、差示扫描量热法（DSC）及瞬态平面热源法（Hotdisk）对比添加剂对OA-MA在过冷度、相变温度、相变潜热、导热系数及热扩散率等方面的影响,研究添加剂种类与颗粒尺寸对上述热物性的影响规律;利用Maxwell及Zimmerman公式对比不同质量比例的纳米氧化铜（CuONP）对材料导热系数的影响,研究纳米流体传热传质机理,数据拟合得出其拟合公式。

基于物质熵增纳米铜-赤藻糖醇循环稳定性分析

本文介绍了纳米铜-赤藻糖醇的配制方法,通过材料热物性变化的内部机理研究了循环过程中此相变材料(PCM)的衰减过程。根据差示扫描量热仪(DSC)以及导热系数测试仪(Hotdisk)的测试数据,对导热系数、过冷度、相变潜热在100次热循环过程中的0次、20次、40次、60次、80次、100次的变化原因进行了理论分析。采用热力学熵的热力学原理引出物质熵,从物质熵增的角度,总结了相变材料的衰减原因。结果表明:相变材料经过100次循环后,各项性能参数都出现了不同幅度的下降。导热系数随着纳米铜的添加量增加下降幅度减小;赤藻糖醇添加纳米铜后的过冷度整体上小于没有添加的过冷度;随着循环次数的增加,潜热值后期整体下降幅度加大。

不同材料和球径的多孔球层内水的过冷度分析

为研究多孔球层的存在对水过冷的影响,采用不同材料(铝、不锈钢、玻璃)和不同球径(5、8、11 mm)的多孔球层固体基底进行了实验研究。由于水的过冷度并非一定值,因此进行多次实验并采用统计方法进行分析。实验结果表明:多孔球层内蒸馏水的过冷度分布比纯蒸馏水分布更集中,且过冷度值比纯蒸馏水小;同材质不同球径多孔球层内水的平均过冷度整体上随着球径减小而减小;固体基底的热导率越大,多孔球层内水的过冷度分布越集中且平均过冷度也越小;固体基底的热导率较小时,易壁面成核,沿壁面由外向内缓慢结晶,相变时间明显多于均匀成核,而均匀成核一旦形成晶核,晶核就会瞬间长大,形成的冰疏松,因此工程应用中应尽量避免壁面成核。

纳米氧化铜/辛酸-肉豆蔻酸相变储能材料的制备及热物性

辛酸（OA）-肉豆蔻酸（MA）是一种极有发展潜力的相变材料，但是因过低的导热系数限制了其进一步大规模推广。通过添加纳米氧化铜（CuONP）改善其导热性，制备了一种融化温度在7～9℃的可用于空调蓄冷系统的新型相变储能材料。利用理论模型预测 O A-MA 二元共熔体系的融化温度与相变潜热，发现计算结果与实验不符。对比不同分散剂对 CuONP 的分散效果，发现白猫洗洁精分散效果最好。通过步冷试验、差示扫描量热法（DSC）、瞬态平面热源法（Hotdisk）及加速热循环实验，对比不同质量比 CuONP 对 OA-MA 在宏观热表现、融化温度、相变潜热、导热系数与热扩散率等方面的影响来研究纳米流体的传热传质机理，并提出了热扩散率与相变潜热的拟合曲线；根据材料300次与600次循环后的融化温度与相变潜热，发现该材料循环热稳定性较好。

基于热电制冷效应的光伏热水装置设计

晶体硅太阳能电池工作温度通常在50℃以上,散热不良时甚至达到80℃,这会严重影响太阳能电池的工作效率,高温下光伏板甚至会自燃,安全性能下降。为了解决该问题,本文提出基于热电制冷效应的光伏热水装置的构思,结合太阳能光伏与热电制冷模块,功能上能实现光伏光热一体化。该装置利用太阳能光伏板产生的部分电能驱动热电制冷模块将光伏板的热量带走,降低光伏板的温度,提高光电转化效率。同时,热电制冷模块中的热端口设置流道进行冷水换热,可提供生活用水。用CFD软件定量模拟热电制冷模块对光伏板的温度影响,结果表明:添加热电制冷模块后,光伏板温度明显下降,运行更加稳定。光伏板温度降低到环境温度,单位面积制冷量大约为155 W。该构思为热电制冷技术用于太阳能热水装置的后续研究提供必要的依据。

热管式相变储能系统蓄/放热性能试验

选择八水氢氧化钡作为相变蓄热材料、热管作为传热元件,设计了一套热管式蓄/放热装置,并对不同工况下装置的蓄/放热性能进行了试验研究。结果表明:热管在蓄热器中均温性良好;加热流体温度、流量越高,相变材料温升越快,相变时间越短;取热流体的进口温度、流量越低,进出口温度温差越高;蓄/放热效率随着进口温度降低、进口流量提高而降低;当进口温度为18℃时,蓄/放热效率最高为89.2%,出口最高温度为49.5℃;当进口流量为0.008m3/h时,蓄/放热效率最高为87.5%,出口最高温度为47.4℃。

初探地理学科中的创新教育

地理学科蕴藏着丰富的培养创造思维的材料,我们如何在地理教学中,挖掘教材内容,培养学生的创造思维,发展学生的创新能力,这是当前地理教学中的一个重要课题。

基于热电制冷效应的光伏热水系统效能分析

基于热电制冷效应的光伏热水系统,主要由太阳能光伏电池板、太阳能数字控制器、温度监控及开关转换控制器、热电制冷模块组成。文中通过采用国产应用较为成熟的三元碲化铋-碲化锑固溶体合金作为材料,来设计热电制冷模块并计算出系统的制冷系数和供热系数,得出系统供热功率是传统电加热功率的1.98倍,与传统热泵一样,系统供热系数可达3.03,都具有较高的性价比。最后通过CFD软件进行简单模拟校核,结果表明:添加热电制冷模块后,温度明显下降,光电转化效率提高8%左右,运行更加稳定,为热电制冷技术在太阳能热水系统后续研究提供必要的理论依据。