储能充填体相变前后传热性能及强度特征

目前,深井高温问题越来越突出,在充填体中加入相变材料来降低地温是解决深井高温问题的新思路。采用石蜡和CaCl_(2)·6H_(2)O制备新型复合相变材料,通过差示量热扫描仪、扫描电子显微镜、电液伺服岩石压力试验机和数值模拟等手段,研究含石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O充填体的相变前后的抗压强度与传热性能。研究结果表明:石蜡与CaCl_(2)·6H_(2)O复合后不发生化学反应,石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O不溶于水最佳复合质量比为3꞉2;石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O经济成本较低,在常用相变材料中经济排名靠前;加入石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O后充填体的抗压强度降低12.95%,石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O发生相变后,强度降低37.65%,但充填体的热量吸收能力提高79.60%;含石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O的充填体试样导热系数下降,在石蜡−CaCl_(2)·6H_(2)O相变阶段有温度响应滞后现象,温度等值线附近内部热流量方向在石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O未发生相变时指向石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O。新型石蜡-CaCl_(2)·6H_(2)O复合材料经济成本低,虽然加入充填体会降低充填体的抗压强度,但是能够大幅度提高充填体对热量的吸收。