三水醋酸钠导热性能改善实验研究

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用稳态平板法测定储热材料导热系数的实验研究

用稳态平板法测定储热材料导热系数的实验研究
Mao Jinfeng Huang Yurong Li Jintian Diao Xiaofa Li Weihua Ma Xiaoguang
( Engineering Institute of Corps of Engineers, PLA Univ. of Sei. & Tech., Nanjing, 210007 ) 【Abstract】 In order to improve the thermal conductivity of sodium acetate trihydrate, a certain amount of high thermal conductivity graphite can be added. Steady-state plate method was used to mensurate the thermal conductivity of composite phase change materials which contains expanded graphite of different volume fraction. After a comparative analysis, the thermal conductivity of heat storage material was improved significantly when adding expanded graphite. And it’s thermal conductivity will be nearly double when adding 10% volume fraction of expanded graphite. The thermal conductivity of solid heat storage material with changed slightly when temperature rise. It can be treated as a constant in the actual calculation of energy storage projects. 【Keywords】 steady-state plate method; thermal conductivity; sodium acetate trihydrate; expanded graphite

三水乙酸钠复合相变材料的制备与热性能研究

三水乙酸钠复合相变材料的制备与热性能研究

第 12 卷第 12 期2023 年 12 月Vol.12 No.12Dec. 2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology三水乙酸钠复合相变材料的制备与热性能研究尹国超1,刘军祥1, 2, 3,于庆波1, 2, 3,王浩磊1(1东北大学,2东北大学低碳钢铁前沿技术研究院,3辽宁省低碳钢铁前沿技术工程研究中心,辽宁沈阳110819)摘要:本工作以羧甲基纤维素钠作为增稠剂,并分别以十二水磷酸氢二钠、无水磷酸氢二钠、纳米Al2O3及经十二烷基硫酸钠改性的纳米Al2O3作为成核剂,以石墨作为导热增强剂,采用熔融共混法制备出一系列复合相变材料(composite phase change materials,CPCMs)。

通过红外光谱仪、扫描电镜、差示扫描量热仪和温度采集系统对CPCMs的成分、形貌和热性能等进行综合分析,结果显示,在三水乙酸钠基体中添加2%羧甲基纤维素钠/3%十二水磷酸氢二钠或2%羧甲基纤维素钠/1%改性纳米Al2O3能有效解决SAT相分离和过冷度大的问题,DSC分析结果显示CPCMs的相变焓维持在247.98 J/g和244.64 J/g的水平。

在三水乙酸钠基体中加入2%羧甲基纤维素钠/3%十二水磷酸氢二钠/1%石墨或2%羧甲基纤维素钠/3%十二水磷酸氢二钠/1%改性纳米Al2O3/1%石墨能在不提高过冷度的同时增强CPCMs的导热能力,对CPCMs进行了快速循环蓄放热实验,通过T-history 法计算相对潜热的变化,结果发现,随着循环次数的增加,前者热衰减率不断增加,在循环次数达到40次后趋于稳定,热衰减约23%,而后者在经过50次循环后过冷度有增加的趋势。

本研究有助于推动相变材料在储热领域的应用,并为高焓值和高稳定性三水乙酸钠复合相变材料的研发提供实验依据。

关键词:三水乙酸钠;增稠剂;成核剂;石墨;循环蓄放热实验doi: 10.19799/ki.2095-4239.2023.0609中图分类号:TK 02 文献标志码:A 文章编号:2095-4239(2023)12-3643-12Preparation and properties of composite phase-change materials with sodium acetate trihydrateYIN Guochao 1, LIU Junxiang1, 2, 3, YU Qingbo 1, 2, 3, WANG Haolei1(1Northeastern University, 2Institute of Low-Carbon Steel and Iron Frontier Technology, Northeastern University, 3Liaoning Province Low-Carbon Steel and Iron Frontier Technology Engineering Research Center,Shenyang 110819, Liaoning, China)Abstract:In this study, a series of composite phase-change materials (CPCMs) were prepared by the melt-blending method using sodium carboxymethyl cellulose as a thickener; disodium hydrogen phosphate dodecahydrate, disodium hydrogen phosphateanhydrous, nano-Al2O3, and nano-Al2O3modified by sodium dodecyl sulfate as nucleatingagents; and graphite as a thermally conductive enhancer. A comprehensive analysis of the composition, morphology, and thermal properties of CPCMs was performed using an infrared spectrometer, scanning electron microscope, differential scanning calorimeter,收稿日期:2023-09-06;修改稿日期:2023-10-04。

浅谈相变材料在建筑领域的研究进展

浅谈相变材料在建筑领域的研究进展

浅谈相变材料在建筑领域的研究进展摘要:利用相变材料的潜热特性,可实现能量的存储和利用,因此在建筑节能领域有着巨大的应用潜力,得益于节能减排战略需求引领。

近年来,我国对于相变材料的研究逐渐拓展和丰富,相变储能技术也取得了长足的进步。

本文介绍了相变材料的分类,深入探讨了相变材料在建筑领域的研究进展。

关键词:相变材料、建筑领域、研究进展一、相变材料的分类相变材料按组分类型可分为无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。

其中,无机PCM主要有结晶水合盐、熔融盐类(如氟化物、碳酸盐、硝酸盐、卤化物等);有机类PCM主要包括饱和脂肪烃,酸、醇以及酯类,如石蜡、季戊四醇等;复合类PCM则是包含2种及以上同类或不同类PCM,可以有效由于可克服单一相变材料的缺点,还可提高相变焓值、导热率、耐热性等,应用最为广泛。

按照发生的相态分类,最常见的是固液相变材料和固固相变材料。

固-液相变材料是指材料在发生固相与液相的相互转变时伴随热量的吸收和释放;而固-固相变材料是指固体发生晶格结构改变而放热或吸热。

固-液相变材料一般价格更低廉,相变循环和可逆性好,在建筑节能领域应用最广。

二、相变材料在建筑领域的研究进展(一)相变储能砂浆在由水泥、细骨料和外加剂等组成的砂浆基体中添加含复合相变材料的功能填料,经过配方优化后可制成相变储能砂浆,具有储能调温效果。

具体表现为,当白天太阳照射温度较高时,砂浆中的相变功能组分发生相变,热量经过围护结构传递时,被相变储能砂浆阻挡和吸收,因此传递到室内的热量大大削减,室内升温速度减慢;同理,当晚上室内寒冷时,砂浆中的相变功能组分发生相变,可将白天储存的热量释放到外界环境。

室内环境温度变动幅度减小,即可起到节能效果。

兰州交通大学、中国科学院西北生态环境资源研究院、中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司联合开发了一种新型相变储能砂浆。

首先用微波煅烧法制备石蜡/膨胀石墨相变材料,并通过对相变材料、水泥、砂、减水剂等各组分的复合工艺设计,制备出的相变砂浆克服了用于寒区建筑体的传统砂浆强度低、相变时易应力开裂、热焓值低等缺点。

纳米成核剂对三水醋酸钠蓄热性能的影响

纳米成核剂对三水醋酸钠蓄热性能的影响
泛 的 关 注 和 研 究 [1]。三 水 醋 酸 钠 (Sodium Acetate T rihydrate,S A T )是 一 种 良 好 的 无 机 相 变 材 料 ,具有较 高的能量密度和良好的导热性能,其 熔 点 约 58 °C,相 变潜热约264 J /g 。 但是三水醋酸钠作为一种无机水
的变化情况,结果表明质量分数2%的 A120 3、1%的 Cu、2% 的碳纳米管在自然分散下就能够消
除三水醋酸纳的过冷,且纳米成核剂可以提高三水醋酸纳的导热性能。 关键词: 三水酷酸纳; 过冷度; 成核剂; 纳米材料; 蓄热性能
中 图 分 类 号 : T U 5;T B 34;T K 02文 献 标 志 码 : A 文 章 编 号 : 1673-7237(2017)09-0025-04
AbstVSiCX:Sodium Acetate Trihydrate ( SAT) , which has appropriate melting point and high latent heat value, is a promising phase change material for its wide application prospect in the solar energy utilization. However, the supercooling and phase segregation problems during the freezing process seriously affected the heat storage performance, which limit its application. In this study, the effect of several nanoparticles(Al20 3, Cu, carbon nanotubes) as nucleating agents for SAT are experimental investigated. The results show that the additions of 2%Al20 3 , 7%Cm , 2%carbon nanotubes naturally dispersed in sodium acetate trihydrate are able to eliminate the supercooling and improve the performance of thermal conductivity of Sodium Acetate Trihydrate.

无机水合盐三水乙酸钠作相变储热材料的研究进展

无机水合盐三水乙酸钠作相变储热材料的研究进展

第7卷第5期 2018年9月储能科学与技术Energy Storage Science and TechnologyVol.7 No.5Sep. 2018f进展与评述1无机水合盐三水Z酸钠作相变储热材料的研究进展李金田\茅靳丰2C1海军勤务学院,天津300450; 2陆军工程大学国防工程学院,江苏南京210007)摘要:三水乙酸納是一种研究较为广泛的无机水合盐类潜热储热材料,但其在储能工程应用中存在过冷、相 分层及低导热率等问题。

本文综述了解决这3类问题的国内外最新研究进展,目前主要采用试验法寻找成核剂 和增稠剂来解决相分层和过冷问题,还没有找到理论依据来确定添加剂配方和用量。

采用添加高导热率的物质 来改善其导热效率,但三水乙酸納的稳定性较差,应用于相变储热装置必须进行复合化、定型化、纳微化等处 理。

最后总结指出,三水乙酸納储热材料的研究应该结合相变储热装置和系统进行,研制高充放热功率的储热 换热器是关键,且应重点强化材料侧的传热效率。

关键词:三水乙酸納;储热材料;过冷;相分层;相变储热装置d o i: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0078中图分类号:TQ 129 文献标志码:A文章编号:2095-4239 (2018) 05-881-07 Recent progress in salt hydrate sodium acetate based phase changematerials for heat storageLI J intian1, MAO Jinfeng2(^aval L o g i s t i c s Col le ge, T i an jin300450, China; 2Army Engineering University National Defense Engineering I n s t i t u t e,Nanjing 210007, J i a n g s u,China)Abstract:Sodium acetate trihydrate has been widely studied as an inorganic hydration salt based latent heat storage material. The key challenges in the use of such a material include super cooling, phase separation, and low thermal conductivity. This article reviews the progress to address the challenges.Current methods of resolving the phase separation and supercooling challenges are mainly empirical, involving the search for nucleating agents and thickeners, for which little has been found on the development of theoretical approaches to determine the formulation and dosage. The low thermal conductivity has been addressed through the addition of highly thermally conductive. It is concluded that considerations are needed from both the device and system level for an effective use of sodium acetate trihydrate for thermal energy storage.Key words:sodium acetate trihydrate; thermal storage material; super cooling; phase separation;phase change thermal storage device随着经济的不断发展以及能源的大量消耗,节 能已经成为全球关注的话题,太阳能、风能、地热 能等可再生能源和工业余热、废热的利用已经成为 各国研究开发的重点。

相变材料三水醋酸钠储热性能实验研究

相变材料三水醋酸钠储热性能实验研究
a ea e ti y r t sp a e c n e m a e il c t t r h d a e a h s ha g tra
W ANG ip ng ’ Zh - i ,G UO Cha g- n hua。 W ANG - he Ke z n ,PENG o- i Gu we ‘
( 州理工大学 1 兰 .材 料 科 学 与 工 程 学 院 ;2 可 再 生 能 源 研 究 院 ,甘 肃 兰州 705 ) 30 0
摘 要 : 三水 醋 酸 钠 ( H C O a・ H 0 为 相 变 储 热 基 材 , 加 各 种 不 同 成 核 剂 和 增 稠 剂 , 以 C O N 3 :) 添 比较 它 们 的效 果 , 求 寻
A s a tS d m ae t th da C 3 O N 3 2 b t c:o i ct e r y rt r u a i e( H O a・ C H O)w sue sasbt t m t il f h ec ag et a sda u s a ae a o a hn eha re r ps
第3 9卷 第 5期 21 0 1年 5月




V0 . 9 No. 13 5 Ma 2 v 011
C E C L E G N E I G( H N H MI A N I E R N C I A)
相 变 材 料 三 水 醋 酸 钠 储 热 性 能 实 验 研 究
,彭 国伟 王 智平 ,郭长 华 克振 ,王

( . col f tr l SineadE g er g 2 ee a l E eg s tt, 1 S h o o Ma i s c c n ni e n ; .R n w b n ryI tue e a e n i e ni

相变储热材料三水醋酸钠循环热稳定性实验与数值模拟研究

相变储热材料三水醋酸钠循环热稳定性实验与数值模拟研究

相变过程的数值模拟结果与不同实验条件下相变材料熔化凝固过程所需时间能够较好地匹配,说明基于FLUENT
软件的相变材料数值模拟方法可以为实际实验提供参考;含有添加剂的CHCOONa • 3H2O相变材料在循环融冻
100次过程中,相变温度稳定在55 C左右,过冷度在1〜4 C之间变化,且增稠剂与成核剂有较好的循环融冻热稳
SONG Xueya-g',QIN Shan1,GU Xiaobin2
"1. School of Earth and Space Sciences,Peking University,Beging 100871,China; 2. School of Gemology and Material Technology,Hebei GEO University,Shgiazhuang 050031,China)
摘要:三水醋酸钠(CHCOONa • 3H0)是一种常见的相变材料。选择N1HPO4 - 12比O作为成核剂,羧甲基纤维
素钠"CMC)作为增稠剂,利用步冷曲线法和差示扫描量热法研究CHCOONa • 3H2O相变材料的循环融冻热稳定
性;利用FLUENT软件,对CHCOONa • 3H2O在试管中熔化凝固过程进行数值模拟。结果表明‘CHCOONa • 3H2O
304 新型功能材料
硅酸盐通报
第39卷
可以分为无机相变材料,有机相变材料及复合相变材料。 三水醋酸钠(CHCOONa - 3比0)是一种常见的无机相变储能材料,相变温度58 C,相变潜热226 k^/ky[1],
0引言
相变储能材料通常是指一种利用物质在相态变化(以固-液相变最为常见)过程中吸收和释放热量来储 存能量的材料。这种材料储能密度大,且在吸放热过程中温度波动极小,因此被广泛应用于电热蓄能、新能 源存储、工业余热回收、新型家用电热电器的开发以及航空航天等领域[1](相变储能材料按照其化学组成,

基于三水醋酸钠的相变储热材料、制备方法及保温材料[发明专利]

基于三水醋酸钠的相变储热材料、制备方法及保温材料[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811405111.5(22)申请日 2018.11.23(71)申请人 上海海事大学地址 201306 上海市浦东新区临港新城海港大道1550号(72)发明人 张宇迪 章学来 张永一川 汪翔 周鑫晨 周孙希 王迎辉 刘璐 郑钦月 (74)专利代理机构 上海互顺专利代理事务所(普通合伙) 31332代理人 成秋丽(51)Int.Cl.C09K 5/06(2006.01)(54)发明名称基于三水醋酸钠的相变储热材料、制备方法及保温材料(57)摘要本发明公开了一种基于三水醋酸钠的相变储热材料、制备方法及保温材料,所述方法包括:将三水醋酸钠和尿素的粉末均匀混合;将搅拌均匀的混合粉末在恒温条件下加热,直至融化成透明液体;将所述透明液体在磁力恒温搅拌器条件下搅拌;将搅拌好的透明液体在恒温条件下冷却,用金属丝触发相变,使其结晶放热,得到复合相变储能材料。

应用本发明实施例,有效增加三水醋酸钠的相变潜热值,并提高材料导热性能,缓解了相分离现象。

而且反应条件可控,设备要求简单,易于实现批量生产,有利于稳定地储存热能,提高热能利用率和保护环境。

权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 109370537 A 2019.02.22C N 109370537A1.一种基于三水醋酸钠的相变储热材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:将三水醋酸钠和尿素的粉末均匀混合;将搅拌均匀的混合粉末在恒温条件下加热,直至融化成透明液体;将所述透明液体在磁力恒温搅拌器条件下搅拌;将搅拌好的透明液体在恒温条件下冷却,用金属丝触发相变,使其结晶放热,得到复合相变储能材料。

2.根据权利要求1所述的一种基于三水醋酸钠的相变储热材料的制备方法,其特征在于,所述将三水醋酸钠和尿素的粉末均匀混合的步骤,包括:将质量比为:99.8:0.1~99.8:0.5的所述三水醋酸钠和所述尿素的粉末均匀混合。

添加剂对三水醋酸钠的储热性能影响研究

添加剂对三水醋酸钠的储热性能影响研究

添加剂对三水醋酸钠的储热性能影响研究杨宜凡;顾晓滨;刘鹏【摘要】无机相变材料CH3 COONa·3H2 O在相变过程中存在严重的过冷和相分离现象.本文采用步冷曲线法、循环融冻法和差示扫描量热仪等方法,研究成核剂Na2 HPO4·12H2 O和增稠剂CMC对CH3 COONa·3H2 O过冷度和相分离的影响.结果表明:添加1wt%Na2 HPO4·12H2 O和2wt%CMC的材料配方效果较理想,可以将平均过冷度控制在约2.6℃;纯组分CH3 COONa·3H2 O、最佳材料配方的相变潜热分别为239.7 J/g,190.5 J/g,相变点分别为58.5℃和57.3℃.改性后的相变材料不仅过冷和相分离问题得到了改善,而且具有相对较高的相变潜热.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)019【总页数】4页(P84-86,92)【关键词】CH3COONa·3H2O;相变材料;过冷;CMC【作者】杨宜凡;顾晓滨;刘鹏【作者单位】山东文登第一中学,山东威海 264400;河北地质大学宝石与材料工艺学院,河北石家庄 050031;河北地质大学宝石与材料工艺学院,河北石家庄 050031【正文语种】中文【中图分类】TQ129相变材料(Phase change material, PCM)是通过材料在相变过程中吸收或者放出大量潜热的特性进行能量的存储和释放的。

因为与其他常见的显热储能材料相比,相变材料具有储能密度大且相变过程中近似恒温的特点,所以在太阳能的利用、节能建筑和工业余热回收利用方面具有广阔的发展前景。

相变材料一般分为有机相变材料、无机相变材料和相变复合材料几类[1-2]。

结晶水合盐属于无机相变材料,它具有来源广、成本低、单位相变潜热大和热导率高(相较于有机相变材料)等特性,是中低温相变材料中非常重要的一类[3-4]。

CH3COONa·3H2O就属于无机相变材料中的结晶水合盐类相变材料,它是一种无色透明晶体,比重为1.45,熔点约58 ℃,由于其具有适宜的相变点和较大的相变潜热[5-6],是一种性能良好的相变材料,并且有望广泛应用于生活热水存储和工业余热回收领域。

三水合乙酸钠储热水箱热特性实验研究

三水合乙酸钠储热水箱热特性实验研究

科学技术创新2021.01三水合乙酸钠储热水箱热特性实验研究周志钢1王维2(1、上海锦立保鲜科技有限公司,上海2012012、摩丁热能技术(无锡)有限公司,江苏无锡214112)能源问题在现代社会可持续发展中起着至关重要的作用。

据经济学家称,能源短缺造成的国民经济损失约为其自身价值的20-60倍[1]。

中国的能源短缺问题严重制约了国民经济的发展,80年代以后,中国能源总消耗量年增长率为5%左右[2]。

近年来,中国的能源短缺严重,石油进口量逐年增加,对进口能源的依赖程度不断提高。

2017年中国原油总消耗量6.1亿吨,同比增长6.1%,对外依存度上升至67.4%[3]。

我国太阳能资源较为丰富,年日照量大于2200h 的国土面积超过三分之二,年辐射量超过5000MJ/m 2[4]。

太阳能因其具有的清洁性、广泛性、易获得性、能量巨大性等特点,越来越成为全球各国研究的焦点。

但其也具有间断性和不稳定的特点,对于太阳能热水系统,最为经济的方式是以水作为蓄热介质。

蓄热技术能显著提高太阳能热利用效率,而储热水箱作为集热系统的主要组成部件,其蓄、放热特性影响着整体性能。

相变材料具有潜热量大,能量密度高,装置简单,体积小,设计灵活,易于管理等特点。

通过对相变材料潜热量的利用,可以提高系统的单位体积蓄热量,减小储热体积。

李培涛等[5]研究了圆柱形等距螺旋盘管式相变蓄热装置蓄热性能。

王剑峰等[6]研究了组合式相变材料蓄热系统中相变温度分布。

1实验系统本实验主要模拟太阳能水箱系统,引入一种具有均流作用的新型水箱进口结构,进口结构是改善水箱的热分层效果,添加的相变蓄热材料则可增加储热水箱的储热量。

其系统主要由储热水箱、恒温水箱、恒温水槽、循环水泵、变频水泵、流量计、球阀、相变蓄热球及PPR 管连接组成,原理图如图1所示。

储热水箱是一个直径357mm ,高600mm 的不锈钢圆筒,作者简介:周志钢(1976,11-),男,汉族,浙江嵊州,博士,主要研究方向:制冷设备及相变蓄能技术。

三水醋酸钠储能材料国内外研究现状

三水醋酸钠储能材料国内外研究现状

科技与创新I Science and Technology&Innovation文章编号:2095-6835(2021)05-0052-02{2021年第05期]三水醋酸钠储能材料国内外研究现状*•52•丁锦宏,徐育成,刘锋(广东省河源市质量计量监督检测所,广东河源517000)摘要:结合国内外三水醋酸钠(CH3COONa・3H2O)储能材料的研究现状,对相变储能材料的应用、发展、存在问题进行了叙述,为后续相变储能材料研究奠定实验基础。

关键词:相变储能材料;三水醋酸钠;储能性能;过冷中图分类号:TB34文献标志码:A1相变储热材料三水醋酸钠研究综述1.1国外研究综述1985年日本三菱电子公司的KIMURA等,研究了CH s COONa-3H2O和10%的NaBr^H z O或15%的NaHCOOH-3H2O混合物在950mm高的垂直玻璃管中30-60°C的热循环性能。

结果发现,在反复1000次的热循环后,CH s COONa-3H2O仍表现出很好的稳定性。

同样实验条件下,在40~70C热循环过程中,CH s COONa-3H?O很快衰退为无水醋酸钠。

同时发现无水醋酸钠、Na2HPO4和聚乙烯粉混合物是CH s COONa-3H2O的有效成核剂。

1988年,德国费莱堡矿业学院的NAUMANN等闵,利用DTA对CH s COONa-3H2O进行了热分析表征研究。

研究表明,CH s COONa-3H2O在凝固过程中,温度低至-40C仍不结晶。

当增添质量分数为0.5%的成核剂Na4P2O7-10H2O 时,其过冷度可降到4.7C,但因存在相分离,静态储热单元稳定性较差。

1992年,韩国先进科学技术学院的RYU等Bl,研究了CH s COONa-3H2O储热材料的过冷和稳定性能。

实验研究发现,CMC可作为CH s COONa-3H2O的有效增稠剂,而且添加2%~4%可有效防止CH s COONa-3H2O的相分层。

三水醋酸钠导热性能改善实验研究

三水醋酸钠导热性能改善实验研究

三水醋酸钠导热性能改善实验研究茅靳丰;黄玉荣;刁孝发;李金田;马天宝;李伟华;马晓光;胡洪国【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2010(031)006【摘要】为了提高以三水醋酸钠为基质的复合相变储热材料(PCM)的导热性能,选用铜粉、碳粉、膨胀石墨作为导热系数改善剂,并进行对比实验,结果表明铜粉、碳粉与复合PCM混合后分层明显,而膨胀石墨的混合效果较好,且当膨胀石墨体的积分率约为10%时,利用其多孔吸附特性和较好的导热性能,对复合PCM(含增稠剂和成核剂)的导热性能改善明显.【总页数】4页(P12-15)【作者】茅靳丰;黄玉荣;刁孝发;李金田;马天宝;李伟华;马晓光;胡洪国【作者单位】解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏,南京,210007;重庆预师四团,重庆,404040【正文语种】中文【中图分类】TQ049【相关文献】1.基于相变材料三水醋酸钠蓄热性能实验研究 [J], 丁红雨;李慧星;冯国会2.三水醋酸钠基复合相变材料导热能力强化研究 [J], 李伟华;茅靳丰;李金田;李永3.储热材料三水醋酸钠的添加剂评选与优化实验研究 [J], 李金田;茅靳丰;李靖;于世广4.局部低温诱发过冷三水醋酸钠释能特性实验研究 [J], 王慧丽; 周国兵5.机械振动诱发过冷三水醋酸钠蓄热单元释能特性实验研究 [J], 杜海翔;周国兵因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

三水合醋酸钠相变储能强化传热研究

三水合醋酸钠相变储能强化传热研究

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏殏殏殏试验研究文章编号:1000 7466(2018)01 0001 07 三水合醋酸钠相变储能强化传热研究余恺翔1,2,彭 浩1,2,凌 祥1,2(1.南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京 211816;2.江苏省过程强化与新能源装备技术重点实验室,江苏南京 211816)摘要:采用差示扫描量热法(DSC)对不同质量配比下三水合醋酸钠相变材料进行热物性分析。

实验结果表明,针对主储热剂与两种辅料,优选97.0%∶1.5%∶1.5%质量配比时,焓值可以达到最大,能有效改善相变材料过冷度和相分离影响。

从改善储热单元结构入手,设计、搭建了一套相变材料换热装置,对材料的蓄、放热特性进行了实验研究。

测定了三水合醋酸钠在不同单元结构中温度随时间的变化曲线,揭示了流量、管径与增加内肋片对蓄、放热过程的影响规律。

通过分析发现,增加内肋片能有效改善相变材料在储热单元中的传热效率,使材料熔化时间平均缩短27%,凝固时间平均缩短33%。

关键词:相变材料;强化传热;差示扫描量热法;内肋片中图分类号:TQ050.2;TK124 文献标志码:A 犱狅犻:10.3969/j.issn.1000 7466.2018.01.001犃犛狋狌犱狔狅狀狋犺犲犎犲犪狋犜狉犪狀狊犳犲狉犈狀犺犪狀犮犲犿犲狀狋狅犳犘犺犪狊犲犆犺犪狀犵犲犈狀犲狉犵狔犛狋狅狉犪犵犲狅犳犆犎3犆犗犗犖犪·3犎2犗犢犝犓犪犻 狓犻犪狀犵1,2,犘犈犖犌犎犪狅1,2,犔犐犖犌犡犻犪狀犵1,2(1.SchoolofMechanicalandPowerEngineering,NanjingTechUniversity,Nanjing211816,China;2.JiangsuKeyLaboratoryofProcessEnhancementandNewEnergyEquipmentTechnology,Nanjing211816,China)犃犫狊狋狉犪犮狋:AstudywascarriedoutonthethermalpropertyanalysisofdifferentratioCH3COONa·3H2Ophasechangematerialsbydifferentialscanningcalorimetry.Theresultsshowthatthemassratiowith97.0%∶1.5%∶1.5%ofphasechangematerialhasthemaximumenthalpyandcanef fectivelyimprovetheundercoolingandphaseseparation.Startingfromimprovingthestructureofheatstorageunit,aheatexchangingdevicewithphasechangematerialwasdesignedandbuiltforanexperimentalstudyonthecharacteristicsofheatstorageandreleaseofthematerial.DeterminedthecurvesoftemperaturechangewithtimeoftheCH3COONa·3H2Oindifferentunitstructure.Theeffectslawofdifferentflowrate,differentpipediameterandinnerfinontheheatstorageandheatreleaseprocessarerevealed.Throughtheanalysisitisfoundthatincreasingtheinnerfincaneffec tivelyimprovetheheattransferefficiencyofphasechangematerialinheatstorageunit,themeltingtimeandsolidificationtimedecreases27%and33%respectively. 第47卷 第1期 石 油 化 工 设 备 Vol.47 No.1 2018年1月 PETRO CHEMICALEQUIPMENT Jan.2018 收稿日期:2017 08 05 基金项目:江苏省自然科学基金(BK20151539) 作者简介:余恺翔(1992 ),男,湖南株洲人,硕士,主要从事高效传热与储能技术研究工作。

无机水合盐三水乙酸钠作相变储热材料的研究进展

无机水合盐三水乙酸钠作相变储热材料的研究进展

无机水合盐三水乙酸钠作相变储热材料的研究进展李金田;茅靳丰【摘要】三水乙酸钠是一种研究较为广泛的无机水合盐类潜热储热材料,但其在储能工程应用中存在过冷、相分层及低导热率等问题.本文综述了解决这3类问题的国内外最新研究进展,目前主要采用试验法寻找成核剂和增稠剂来解决相分层和过冷问题,还没有找到理论依据来确定添加剂配方和用量.采用添加高导热率的物质来改善其导热效率,但三水乙酸钠的稳定性较差,应用于相变储热装置必须进行复合化、定型化、纳微化等处理.最后总结指出,三水乙酸钠储热材料的研究应该结合相变储热装置和系统进行,研制高充放热功率的储热换热器是关键,且应重点强化材料侧的传热效率.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2018(007)005【总页数】7页(P881-887)【关键词】三水乙酸钠;储热材料;过冷;相分层;相变储热装置【作者】李金田;茅靳丰【作者单位】海军勤务学院,天津 300450;陆军工程大学国防工程学院,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TQ129随着经济的不断发展以及能源的大量消耗,节能已经成为全球关注的话题,太阳能、风能、地热能等可再生能源和工业余热、废热的利用已经成为各国研究开发的重点。

然而这些能源都具有间断性和不稳定性的特点,所以,能量存储技术的研究就显得尤为重要。

在现有的能源结构中,热能是最重要的能源形式之一。

热能存储主要有显热储热、潜热储热和化学反应储热3种。

潜热储热因其储能密度大,储热和放热过程近似等温过程、易于运行控制而成为主要的储热手段。

三水乙酸钠,分子式为CH3COONa∙3H2O(sodium acetate trihydrate,简称SAT)是目前研究较为广泛的一种水合盐类储热材料,它是一种无色透明晶体,易溶于水,水溶液呈弱碱性,其热物性见表1。

在中低温的相变材料中,三水乙酸钠的潜热值大于200 kJ/kg,相比石蜡、脂肪酸等常用的储热材料,潜热优势巨大,其58 ℃左右的熔点非常适合储热工程在常温范围内的应用。

三水合乙酸钠在相变单元的传热特性及其过冷度改善

三水合乙酸钠在相变单元的传热特性及其过冷度改善

三水合乙酸钠在相变单元的传热特性及其过冷度改善崔文龙;袁艳平;孙亮亮;曹晓玲;向波【摘要】以三水合乙酸钠(CH 3 COONa·3 H 2 O)为储热基料,研究了改善其过冷度的几种措施———添加剂、振动法、搅拌法对于其成核过程的影响。

以不锈钢单元体模拟日常生活中的蓄热器,进行融化-凝固实验。

绘制步冷曲线以及 DSC 测试,观察其过冷度及蓄、放热特性的变化。

结果发现,成核剂Na2 HPO 4·12 H 2 O 以及纳米成核剂 SiO 2分别将过冷度降至2~3℃以及2.5℃以下。

超声振动作用使得 CH 3 COONa·3 H 2 O 的过冷度仅为0.7℃左右。

引入15 min 机械搅拌作用,过冷度降到了2℃以下,并且放热平台持续时间较长。

超声振动和机械搅拌的作用还会有效解决CH 3 COONa·3 H 2 O 的相分离现象,同时也保持了较高的蓄热能力。

最后,对比分析了各种成核手段的优缺点,在实际应用或者研究中应根据蓄热器的尺寸、经济性等选择合适的办法改善过冷度。

%Taking sodium acetate trihydrate (CH3 COONa·3H2 O)as basic material fo r heat storage,this paper reports that the use of nucleating agents,vibration,and mixing can be as several ways to improve the supercooling properties of CH3 COONa·3H2 O.Melting-freezing experiments were made in units made of stainless steel,which is used to imitate the heat accumulators in daily life.By cooling curve and DSC test,the change of supercooling and ability to store heat were investigated.As a result,when an optimal amount of Na2 HPO4 ·12H2 O and SiO2 were added to CH3 COONa·3H2 O,the degree of supercooling was low to approximately 2—3℃ or blow2.5℃.After introducing ultrasonic vibratory,the degree of supercooling can be as low as 0.7℃.What’s more,after stirring the melt for 15 min,thedegree of supercooling would be under 2℃,and releasing heat f or a long time.At the same time, the last two ways,i.e.,ultrasonic vibratory and stirring can solve the problem of phase separation.At last,this paper analyzes the merits and demerits of above methods for nucleating.In order to improve supercooling in practical application and research,it is suitableto choose a best method according to the size of accumulators and economy.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)0z2【总页数】10页(P149-158)【关键词】相变;三水合乙酸钠;成核;二氧化硅;振动法;搅拌法【作者】崔文龙;袁艳平;孙亮亮;曹晓玲;向波【作者单位】西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TK02近年来,无机相变材料因其潜热大、来源广、价格低廉等优势被广泛研究与应用[1-3]。

三水醋酸钠显热

三水醋酸钠显热

三水醋酸钠显热三水醋酸钠(又称三水醋酸钠、三水乙酸钠)是一种无机化合物,化学式为NaC2H3O2·3H2O。

它是一种白色结晶固体,可溶于水。

在实验室中,三水醋酸钠常用作化学试剂,具有一定的显热性质。

显热是指物质在发生相变(如固态转化为液态或液态转化为气态)过程中放出或吸收的热量。

三水醋酸钠也具有显热性质,当它从固态转化为液态时,会放出一定的热量。

三水醋酸钠的显热性质可以通过实验进行观察和测量。

首先,我们需要准备一定量的三水醋酸钠固体和一定量的水。

将三水醋酸钠固体加入到水中,搅拌使其充分溶解。

在这个过程中,我们可以用温度计测量溶液的温度变化。

当固态三水醋酸钠与水发生反应时,可以观察到溶液温度的升高。

这是因为固态三水醋酸钠在溶解过程中释放出热量,使得溶液的温度上升。

这个过程是一个放热反应,也就是显热反应。

实验中,我们可以使用热量计来准确测量显热的大小。

热量计是一种用于测量热量变化的仪器。

通过测量溶液温度的变化和溶液的质量,可以计算出三水醋酸钠的显热。

除了实验室中的应用,三水醋酸钠的显热性质在其他领域也有应用。

例如,在一些生产过程中,需要利用显热性质来进行物质的加热或冷却。

通过控制显热反应的条件,可以实现对反应过程的控制和调节。

除了显热性质,三水醋酸钠还具有其他一些化学性质。

它是一种酸盐,可以与一些金属离子发生反应生成相应的盐。

此外,它还具有一定的腐蚀性,可以与一些金属产生腐蚀作用。

三水醋酸钠是一种具有显热性质的化合物。

通过实验可以观察和测量它的显热现象,进一步了解其性质和应用。

在实际应用中,我们可以利用它的显热性质进行加热或冷却等操作。

同时,我们也需要注意其腐蚀性和其他化学性质,以确保安全使用。

相变材料的研究进展

相变材料的研究进展

相变材料的研究进展王鑫;方建华;刘坪;林旺;冯彦寒;江泽琦;范兴钰【摘要】综述了相变材料的种类,并主要从相变机理、自身缺陷、改进方案等方面对无机、有机两大类相变材料进行了总结.概括了4种制备复合相变材料的工艺路线,简单介绍了相变材料在建筑节能、工业余热回收、调温纤维等领域的应用,最后对相变材料今后的研究方向进行了展望.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)002【总页数】6页(P70-75)【关键词】相变材料;成核剂;增稠剂;微胶囊;储能纤维【作者】王鑫;方建华;刘坪;林旺;冯彦寒;江泽琦;范兴钰【作者单位】陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311【正文语种】中文【中图分类】TB340 引言随着新时代全球工业的转型升级,以及化石燃料的日趋枯竭,提高能源利用率与开发可再生能源开始成为全世界的焦点。

再加上人类活动对汽车,空调等高能耗产品的需求不断增加,导致能源供给与需求失衡[1]。

当前对化石燃料的依赖并未减轻,新型绿色能源的开发与利用的力度也还不够大。

所以发展储能技术是提升不可再生能源利用率,解决能源供求矛盾的重要途径。

相变材料(phase change material,PCM)因其具有通过自身相态变化进行吸收和释放大量能量的特性而成为国内外能源材料研究的新热点[2]。

相变材料具有体积小,造价低廉,储能密度大,节能效果明显,相变温度范围宽等优点,被广泛应用于环境温度控制,废热和余热回收,太阳能储存,电力峰谷调节等方面,在工业与民用领域扮演着重要的角色。

最早进行PCM研究的是M.Telkes,在20世纪40年代开始进行利用PCM进行太阳能储存并对建筑物供暖的研究。

三水合乙酸钠(乙酸钠)的技术要求、试验方法(二)

三水合乙酸钠(乙酸钠)的技术要求、试验方法(二)

三水合乙酸钠(乙酸钠)的技术要求、试验方法(二)5.6 取2.5 mL实验溶液(5.5.1),稀释至20 mL,加2mL盐酸溶液(20%)酸化后,按GB/T 9728-88之规定测定。

溶液所呈浊度不得大于标准比对溶液。

标准比对溶液的制备是取含下列数量的硫酸盐标准溶液:优级纯······ 0.02 mgSO4;分析纯、化学纯······ 0.05 mgSO4。

稀释至20 mL,加0.5 mL盐酸溶液(20%),与酸化后的试液同时同样处理。

5.7 磷酸盐取5 mL实验溶液(5.5.1),加2滴饱和指示液,滴加溶液(25%)至溶液黄色刚刚消逝,稀释至10 mL后,按GB/T 9727的规定测定。

有机层所呈蓝色不得深于标准比对溶液。

标准比对溶液的制备是取含下列数量的标准溶液:优级纯、分析纯······0.004 mg PO4;化学纯······ 0.010 mg PO4。

稀释至5 mL,与同体积试液同时同样处理。

5.8 铝取5 mL实验溶液(5.5.1),加4 mL盐酸溶液(20%),在水浴上蒸干,残渣溶于水,稀释至10 mL后,按GB/T 9734的规定测定。

溶液所呈红色不得深于标准比对溶液。

标准比对溶液的制备是取含下列数量的铝标准溶液:优级纯、分析纯······ 0.01 mgAl; 化学纯······ 0.02 mg Al。

稀释至10 mL,与同体积试液同时同样处理。

5.9 钾按GB/T 9723的规定测定。

5.9.1 仪器条件光源:钾空心阴极灯;波长:766.5 nm; 火焰:乙炔-空气。

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图 1 膨 胀 石 墨 的 制取 过 程
有 明显 的分层 现象 ; 加入膨 胀 石墨 时 , 过 多次搅 拌 而 经 后, 混合效 果 均匀 , 符合 作为 导热 系数 改善剂 的要 求 。

采用熔 融吸 附法 和搅拌 配制 法相 配合使 用 ,首 先 将 复合 P M 试样 在 8  ̄恒 温 水浴 中融化 ,在熔 融 状 C 0C 态 下 向试样 中添 加导热 系数 改善 剂 ,在不 断搅 拌 的情 况下 在恒 温 水浴 内继 续 加热 1 ,使 液 态 复合 P M 和 h C

摘 要 : 为 了提 高 以三水 醋酸钠 为基 质 的复合相 变储 热 材料 ( C ) P M 的导 热性 能 , 用铜 粉 、 选 碳

:粉、 膨胀 石墨作 为 导热 系数 改善 剂 , 并进行 对 比 实验 , 结果表 明铜粉 、 碳粉 与 复合 P CM 混合 后 分层 : : 明显 , 而膨胀 石墨 的混合 效 果较好 , 当膨胀 石 墨体 的积分 率约 为 1%时 , 用其 多孔吸 附特性 和 : 且 0 利


中 图分 类 号 :T 4 9 Q0
文献 标 识 码 : A
文 章编 号 :O 6 8 4 ( 0 0 0 - 0 2 0 1 O — 4 9 2 1 )6 0 1 - 4
O 引言
防护工程柴油电站在运行时会产生大量余热 , 因 其具有间断 l和不稳定性 的特点 ,能量存储技术的研 生 究就 显得尤 为重要 , 能存储 主要有 显热 储热 、 热储 热 潜
粉 和膨胀石 墨作 为导热 系数 改善剂 进行对 比实验 。
1 导 热 系数 改善 剂 选 取 实 验

l。 卷
专 题 研 讨
多 次搅拌 后膨 胀 石墨 能较 好地 与 复合 P M混合 , 层 C 分 现象 得 到解决 。实 验现 象如 图 4所 示 。 通过上 述实验发 现在复 合 P M 中加入 铜粉 和碳 粉 C
储热 材料得 到更 为广泛 的应用 “ 。实验 选取 铜粉 、 碳
石墨既保 留了天然鳞片石墨导热性好 、无毒等优 良性
质, 又具 有天然 鳞 片石墨所 没有 的吸 附性 。
膨胀 石 墨 由可 膨胀石 墨 粉 ( 型号 Ftr— 8 , uueC 0 膨胀
率 20 L , 0m / 粒度 8 g 0目, 含碳率 9%, 0 含硫量 2 %, . 膨 2 胀后 pm值小于 10 ) p 50 膨胀得到。将可膨胀石墨粉置
熔 融状态 下 的共 存状 态 。 膨胀 石墨是 由天然鳞 片石墨 经石 墨插层 、水 洗干 燥、 高温 膨化得 到 的一 种疏 松多孔 的蠕虫状 物质 。 膨胀
Sdu cte r yrt, oimA e tTi da 简称 S T 作 为复合 P M( a h e A ) C 含
增稠剂和成核剂 ) 的基质 , 其熔 点为 5  ̄ 熔解热 为 8 C, 25J g无毒 、 6k/ , k 价格低 、 来源易 。但其 和大部分无机 水合 盐类 相 变储 热 材料 一样 存 在 导热 系 数低 的缺 点 , 为了改善其导热性能,通常采取 的措施是在相变储热 材料 中添加金 属填 料 、 墨和碳 纤维 , 石 在封 装壁 面上 加 肋 片以及进行 胶囊 封装 或将不 同 的相变储 热材 料进 行 组合等 , 由此来提高储热系统 的储 、 放热速率 , 使相变
: 较 好 的导热性 能 , 复合 P M( 对 C 含增稠 剂和 成核 剂 ) 导热性 能改善 明显 。 的 :


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关键 词 :三 水醋 酸钠 ; 复合 P M ; 膨胀石 墨 ; 导 热 C
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热和 化学反应 储热 3 。潜热 储热 因储 能密度 大 , 、 种 储 放热 过程 近似等温 过程 ,且 易于运 行控 制而 成为 主要 储 热手 段 , 可 以选 用相 变 温度 适 宜 、 热能 力 强 的 故 储
11 实验材 料 .
铜 粉是 常用 的金属类 导热 性能 改善剂 ,金 属粉 末 对 于改善材 料导 热性能有 较好 的效 果 , 其密 度太大 , 但
专 题 研 讨
三 水醋酸钠导热性能改 善实验研究
茅靳丰 黄玉荣 刁孝发 李金 田- , , , , 马天宝 李伟华 马晓光 胡洪 国 2 , , ,
( . 放 军理 工 大 学 工 程 兵 工 程学 院 , 苏 南京 2 0 0 ;2重庆 预 师 四团 。 庆 4 4 4 1解 江 107 . 重 0 0 0)
于 6 ℃真空干 燥箱 中干燥 1 , 后每次 取 3~ 可 5 6h然 4g 膨胀 石墨 放人 耐火 陶瓷容 器 中 ,将 容器 置 于 70 0 ℃的 马弗 炉 中热处 理 5 , 0s使可 膨胀 石墨 发生膨 胀 , 到膨 得 胀石 墨 , 胀倍数 约为 5 。制作过 程如 图 1 膨 0倍 所示 。
相变储热材料对余以及制 备生 活热水 等工程 设备 中 。 本 课 题 选 用 三 水 醋 酸 钠 ( H C O a・H 0, C 3O N 3 2
容易沉淀。 实验选用 8 ~ 0 O 20目铜粉进行实验, 验证其 对导 热性 能的影 响 以及是 否沉 淀分层 。 碳粉对 相变储 热材 料 的导热 系数有 一定 的改善 作 用 ,但是在熔融状态下与三水醋酸钠的共存状态有待 验证 。实 验选用 2 ~5 0 0目的碳粉 , 观察 其与 配置好 的 复 合 P M( C 三水 醋酸 钠 为基质 , 增稠 剂 和成 核剂 )r 含 /
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