石蜡基复合相变储热材料的导热性能

为提高石蜡作为固-液相变储热材料的导热性能,在石蜡(PW)中掺加高导热系数的碳纳米管(CNTs),制备了碳纳米管-石蜡复合相变材料(PW-CNTs)。为进一步增强PW-CNTs的传热性能,通过内置金属网结构,利用金属网的高导热性,加快PW-CNTs作为相变材料的充放热速率。测试了PW-CNTs的熔点和相变潜热、导热系数以及置入金属网前后的充放热时间。结果显示,PW-CNTs的导热系数较石蜡得到显著提高,其中掺加10%(质量分数)CNTs的复合材料的固态、液态导热系数平均分别提高31.4%、40.2%。置入金属网结构后,PW-CNTs的充放热时间至少分别缩短了40.3%和30.2%。此外,碳纳米管在石蜡中易发生团聚沉积,针对这一特点,对PW-CNTs进行了多次热循环,研究了热循环对PW-CNTs导热系数的影响。

高温填充床相变储热球的储热特性

基于高温相变材料,对填充床储热系统中储热单元球体的储热性能进行了模拟研究。研究了不同传热流体温度和球体直径对球体储热性能的影响规律,对导热为主的相变储热过程与导热和自然对流共同作用的相变储热过程进行了比较分析,同时还探讨了高温辐射换热的影响。结果表明,相变时间随球体直径的增大而增大,随传热流体温度的增大而减小。当考虑相变区域自然对流时,总的相变时间显著减少,和单纯导热相比,完全相变时间缩短了近16%。在导热和自然对流的基础上加上辐射传热后可以看出,辐射换热强化了球体内的传热过程,加快了相变材料的熔化速度,强化了自然对流的作用。