1. 研究目的与意义(文献综述)
随着社会的进步、科学技术的飞速发展,人们的生活水平不断提高,但与之而来的能源问题也越来越严重,传统能源储量的减少以及传统能源能量利用率低下的问题促使现今学术界对新能源的研究以及对能源利用率的提高研究。而储热材料就是在这种环境下开始发展的。
储热技术是为了平衡许多能源利用系统中存在的不协调的供能和耗能之间关系的,避免不合理的能量利用及大量的能量浪费。因此,能量供求双方在时间、强度上的不匹配可以得到有效缓解,能源被合理地利用、环境污染得到有效地改善,并且广义热能系统可以得到优化运行。储热技术在各个领域都有广泛的应用,它不仅能回收、二次利用工业废热及余热,减少环境污染,还可以实现节能减排,替代不可再生能源。广义上的储热技术包括储热技术和储冷技术两种,其中储热技术包括显热储热和相变储热。显热储热是利用材料自身的比热容来储存释放热能,相变储热是利用相变材料pcm(phase change materials)发生相变时进行的吸放热能量转化方式来储存释放热能。相变储热材料具有储热密度高、充放热过程中温度变化较小等优点,受到国内外学者的广泛关注。目前相变类储热材料主要有有机类、熔融盐类、合金类及复合类等,本文对这些相变储热材料的最新研究进展进行了综述,介绍了这些相变储热材料的组成、制备技术、性能、特点、应用及存在。
有机pcms按组成分为单组分pcms和低共融物pcms,按相变形式分为固-固pcms、固-液pcms、液-气pcms和固-气pcms等4类。液-气pcms和固-气pcms在相变过程中产生大量气体而使其在实际应用中受到限制,固-液相变储热材料和固-固相变储热材料因不存在此类缺陷而应用较为普遍。相变温度、相变焓和热稳定性是有机pcms重要的物性参数。相变温度和相变焓通常采用差示扫描量热仪(diffe-rentialscanning calorimeter,dsc)来研究,但采用dsc测量相变温度和相变焓时只有在较低的加热速率下才有可靠的结果。原料的纯度和生产厂家也是影响其相变温度和相变焓的重要因素。s. d. sharma等研究发现相变物质中的杂质含量及生产厂家不同,得到的物性数据相差显著,尤其是相变焓。相变材料的热稳定性是指pcms的相变温度和相变焓随储能/释能循环次数的增加而变化的程度,是有机pcms应用性能参数之一。a.sharma等研究了石蜡、硬脂酸和乙酰胺的相变参数随循环次数的变化,结果表明石蜡的相变温度总体上随循环次数的增加而下降,硬脂酸的相变温度随循环次数的增加而上升,而乙酰胺保持不变,但3种材料的相变焓都随循环次数的增加而下降。a sari等研究认为有机相变材料的热稳定性随循环次数的变化是由杂质引起其降解而产生的。
2. 研究的基本内容与方案
1、基本内容:
①查阅相关文献资料,了解有机储热材料的国内外研究现状。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:十八醇/凝胶因子/膨胀石墨复合相变储热材料的制备和表征。
第9-12周:研究热循环对复合相变材料形貌与结构和热物性的影响。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]常春,肖澜,王红梅,等.储热材料在太阳能热发电领域中的应用与展望[j].新材料产业“十二五”发展规划, 2012, (7): 12-19
[2]李元元,程晓敏,何高,等.al-cu-mg-zn合金相变储热材料循环稳定性研究[j].材料热处理技术,2012, 41(22): 107-109.
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