一种非谐振宽带高增益部分反射面天线

介绍一种非谐振的宽带高增益部分反射面天线。该天线由一个线-圆极化转换超表面、一个宽带耦合馈电天线和金属地组成。部分反射面和金属地板构成的腔体处于非谐振状态,通过旋转部分反射面上层的圆极化贴片对泄露的电磁波进行相位校正,可实现高增益和宽带圆极化的性能。仿真结果表明,天线3 dB轴比带宽和3 dB增益带宽分别为10.37~13.52 GHz(26.37%),11.21~12.99 GHz(14.71%),同时,天线在12.4 GHz实现20.23 dBic的峰值增益,口径效率为34.11%。

Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料制备与性能

为循环利用工业固体废弃物,降低储热系统成本,以工业固废电石渣替代传统骨架材料,采用冷压烧结法创新制备7种不同配比的Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料,利用差示扫描量热法、恒速增压法、电子显微法、高温热冲击法、X射线衍射法、红外吸收光谱法等方法研究其储热性能、力学性能、微观结构、热循环稳定性和化学兼容性。结果表明,电石渣与碳酸钠结合可形成性能优异的复合相变储热材料;电石渣与碳酸钠质量比为52.5∶47.5时制备的复合相变储热材料(NC5)综合性能最佳,储热密度在100~900℃内达到993 J/g,抗压强度达到22.02 MPa,最高导热系数为0.62 W/(m·K);样品NC5中不同组分均匀分布,组分间具有良好的兼容性;样品NC5经100次加热/冷却循环后仍具有优异的储热性能,可为固废资源化利用和低成本储热材料研发提供技术支持。

废旧混凝土基定型相变储热材料的储热研究

热能存储(TES)技术中的骨架材料需要采集或合成,对环境造成破坏,为早日实现碳中和、碳达峰目标,同时规模化消纳城市固体废弃物,避免废旧混凝土大量堆积,以废旧混凝土为骨架材料制备定型相变储热材料。利用X射线衍射法(XRD)分析定型相变储热材料的化学相容性,扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和激光闪射法表征定型相变储热材料的微观结构、导热性能、储热性能。试验结果显示,定型相变储热材料中的硝酸盐质量分数为50%时成型效果最佳且具有良好化学相容性,其潜热为31 kJ/kg;在100~400℃范围内,储热密度为505.90 kJ/kg;导热系数为0.12 W/(m·K)。综上可得出废弃混凝土作为骨架材料是可行的。

纳米流体稳定性研究综述

为实现碳中和、碳达峰目标,需要提高能源转化效率。纳米流体作为一种高效传热工质,在最近20多年受到广泛关注。然而纳米流体稳定性差,在诸多领域的应用中受到限制。为提高纳米流体稳定性,实现大规模应用,通过对关于提高纳米流体稳定性的文献进行汇总分析,提出可通过调节纳米流体的pH值来控制其离子浓度达到合适的值;添加表面活性剂提高纳米颗粒间的排斥力;利用超声技术可以将纳米颗粒团簇分解;利用混合纳米颗粒之间的分子力可以改善纳米流体的稳定性。这些方法有助于解决纳米流体在长期应用时存在的稳定性低的问题。

低成本兰炭灰骨架定型相变储热材料的制备及性能研究

在碳中和背景下,为促进工业固体废弃物的规模化消纳,避免兰炭灰大量堆积对环境造成破坏,创新性提出兰炭灰/碳酸钠定型相变储热材料,通过冷压缩-热烧结法制备兰炭灰基定型相变储热材料,为构建以新能源为主体的电力系统提供可能的储能技术路径。采用激光导热分析法(LFA)、热重及差示扫描量热法(TG-DSC)和X射线衍射法(XRD)对定型相变储热材料的导热性能、储热性能及化学相容性进行表征。结果表明,兰炭灰与碳酸钠的质量比为52.5∶47.5时,复合材料各方面的性能最佳,其导热系数在100~800℃内最高可达0.41 W/(m·K),在100~900℃时储热密度达1 101.14 kJ/kg。

电石渣骨架定型相变材料储热性能研究

电石渣是生产乙炔过程中伴生的工业固体废弃物,大量堆积污染环境。在碳中和背景下,为资源化利用固体废弃物,以电石渣为骨架材料,NaNO_(3)为相变材料,采用冷压缩-热烧结法制备电石渣基复合相变储热材料。采用X射线衍射法(XRD)、热重‑差示扫描量热法(TG‑DSC)和激光导热分析法(LFA)对该材料进行了表征和分析。结果表明,该复合材料具备良好的化学相容性,NaNO_(3)和电石渣质量比为5∶5时,各种热物理性能最好,为最佳比例。该比例下复合材料的导热系数最大为0.18 W/(m∙K),50~500℃内的储热密度为457.2 J/g,具备良好的储热性能。

污泥焚烧炉渣基定型复合相变储热材料的制备和性能

市政污泥的大量堆积或填埋会破坏局部生态环境,而焚烧可实现污泥的无害化处理,但污泥炉渣中的重金属难以有效固定。为有效固定污泥炉渣中的重金属,资源化利用污泥焚烧炉渣制备低成本复合相变储热材料,提出市政污泥焚烧炉渣作为骨架材料,硝酸钠为相变储热材料,采用冷压-烧结法制备了5种不同质量比的污泥焚烧炉渣基定型复合相变储热材料,并对其传热储热性能、微观形貌、抗压性能以及化学相容性进行研究。结果表明,在100~400℃范围内,焚烧炉渣与硝酸钠质量比为5∶5(样品SS3)时定型复合相变储热材料具有最佳的传热储热性能和良好的高温热稳定性,可实现对重金属的有效固定;炉渣组分与硝酸钠间具有良好的化学相容性,样品SS3的储热密度高达409.25 J/g,热导率最高达0.955 W/(m·K),抗压强度为139.65 MPa。经历500次加热/冷却循环后,样品SS3仍然具有良好的传热储热性能,表明污泥焚烧炉渣适合作为制备定型复合相变储热材料的骨架材料。

中高温熔盐重力热管的传热性能

分别以AlBr_(3)和TiCl_(4)作为传热工质,通过实验方法,研究工质、充注量、加热功率和热管倾斜角对熔盐重力热管传热性能的影响,以等效传热系数评价热管的传热性能。随着倾斜角增加,AlBr_(3)、TiCl_(4)热管的等效传热系数均呈现先增加后减小的趋势。随着充注量增加,AlBr_(3)的最大等效传热系数降低,TiCl_(4)热管的最大等效传热系数先升高后降低。加热功率影响热管的传热性能,在最佳热管倾斜角及最佳充注量下,随着加热功率增大,等效传热系数增大。充注量为100 g、热管倾斜角为60°、加热功率为2450 W时AlBr_(3)热管等效传热系数最大,达到16500 W/(m^(2)·K)。充注量为40 mL、热管倾斜角为60°、加热功率为600 W时TiCl_(4)热管等效传热系数最大,达到12500 W/(m^(2)·K)。AlBr_(3)热管的传热性能优于TiCl_(4)热管,AlBr_(3)热管更符合中温热管的技术要求。

硝酸钠/兰炭灰复合相变储热材料的制备及性能

工业固废兰炭灰(SCA)大量堆积会造成局部生态环境破坏,为促进工业固废兰炭灰的规模化消纳及复合相变储热材料(SSPCCs)的低成本制备,创新提出兰炭灰作为骨架材料制备复合相变储热材料。为研究兰炭灰骨架复合相变储热材料的可行性,制备了8种不同比例的NaNO_(3)/兰炭灰复合相变储热材料,采用差示扫描量热法、激光导热分析法、微观形貌分析法、定速加压法和X射线衍射法对NaNO_(3)/兰炭灰复合相变储热材料的关键性能进行表征。结果表明,未发生明显泄露和形变的样品NaNO_(3)/SCA-50具有最佳兰炭灰与NaNO_(3)质量比(5∶5),其抗压强度达到96.98 MPa,100~380℃范围内储热密度达到338.24 J/g;经4027次加热/冷却循环后,样品NaNO_(3)/SCA-50保持良好的热稳定性和化学相容性。兰炭灰作为骨架材料制备复合相变储热材料具有较好的可行性,为工业固废兰炭灰的资源化利用提供了新的途径。