温室蓄热微胶囊相变材料制备筛选与性能表征

为实现日光温室相变集热,研制可用于制备潜热型功能热流体的微胶囊相变材料,以硬脂酸丁酯、相变石蜡为芯材,蜜胺树脂、聚脲树脂和聚甲基丙烯酸甲酯为壁材制备了3种不同壁材相变微胶囊进行实验,并通过红外光谱分析、电镜扫描、热失重和热效应测试等对制得的微胶囊相变材料的理化性质进行了表征。结果证明,3种壁材微胶囊相变材料中,蜜胺树脂微胶囊的成球效果最佳:颗粒囊壁光滑致密;胶囊粒径在1μm左右,分布集中均匀,胶囊团粒平均粒径为75.15μm;微胶囊颗粒耐热温度大于100℃,满足温室应用要求;热失重剩余率超过50%,远大于聚脲树脂微胶囊和聚甲基丙烯酸甲酯微胶囊,热稳定性相对较高。因此,蜜胺树脂壁材的微胶囊可以作为制备相变微胶囊悬浮液的材料,日光温室集热系统中利用其作为液态换热介质进行太阳能辐射热的收集、输送与释放是可行的。     

温室墙体复合相变材料的制备与有限元分析

采用共混法制备了一种适合温室生产要求的复合相变材料,用差示扫描量热仪(DSC)测量了相变温度和相变潜热,并验证了复合相变材料的储能能力及材料的热稳定性.另外,借助有限元软件来模拟复合材料在吸热过程中温度及热梯度场的分布情况,对实际生产有一定的参考价值.     

新型复合相变墙日光温室性能实测分析

日光温室墙体在温室蓄热保温方面起着非常重要的作用,对温室热环境有直接的影响。为此,对复合相变墙温室和普通温室进行了温度测试,通过对照分析发现低温条件下相变墙温室保温性优于普通温室,高温条件下相变墙温室室内温度波动幅度明显小于普通温室,相变墙内外表面温差波动幅度较普通温室墙体大幅减少,可以有效减少外界环境通过墙体对室内温度的扰动。试验结果表明:将复合相变材料应用于日光温室墙体中,可起到降低温室能耗,改善温室热环境,节能环保的积极作用。     

基于复合相变储能材料的热水器蓄热水箱设计及研究

设计了一种肉豆蔻酸/膨胀石墨(MA/EG)复合相变储能材料的太阳能热水器蓄热水箱。选取相变温度适宜、相变潜热大且价格低廉、无毒的肉豆蔻为原材料,吸附性强的膨胀石墨为基体,制备了肉豆蔻酸/膨胀石墨复合相变储能材料,并进行了节能研究。研究结果表明所制备的相变材料相变温度为52.28℃、相变潜热为188.6 J/g。制作了容量为45 L的蓄热水箱,经理论计算与实验测试,满足生活用热水的要求。本热水器蓄热水箱利用相变潜热储存热量,储热量大,材料所占体积少,增加了低品位热能利用效率,应用前景广泛。     

基于多孔介质的电动汽车动力电池热特性研究

选用松下18650锂离子电池设计实验并测量了电池在不同放电倍率下的生热率。选用20PPI,97.5%泡沫铜和熔点为41～45℃的石蜡复合相变材料和18650锂离子圆柱电池建立了3×5正交排列的电池模型。采用数值模拟的方法分别研究了纯石蜡和添加泡沫金属条件下以及泡沫金属孔隙率对电池模组温度特性的影响。数值模拟结果表明,纯石蜡条件下电池温度达到50℃的时间为1010s,而填充泡沫铜之后电池温度达到50℃所用时间延长到1580s。当电池加热功率为5W,加热时间为1600s时,添加泡沫金属之后电池最高温度可以降低23℃。其中,90%孔隙率的泡沫金属,模组的均温性较好,石蜡熔化得更均匀。     

不同方式封装的相变材料蓄热效果研究——基于日光温室

相变材料应用于日光温室中可以将温室白天多余的热量转移至夜间,起到调节温度的作用。为此,测试了经过两种不同方式封装后的相变材料在日光温室中的实际应用效果。通过与普通砖墙温室对照分析发现:两种类型相变材料温室均具有一定蓄热保温性能。内渗型相变材料温室比普通日光温室室温晴天夜间平均高0.9℃,阴天夜间平均高0.3℃;外挂型相变材料温室晴天比普通砖墙温室夜间温度平均高0.7℃。通过对两种类型相变材料温室综合应用效果比较发现,内渗型优于外挂型。此结果为相变材料在温室中的应用提供参考。     

研究硬脂酸复合薄膜光波导传感器的气敏性

目的：研究硬脂酸复合薄膜检测气体的灵敏度以及反应速度等特性.方法：在玻璃光波导表面固定硬脂酸复合薄膜,将其制备成一个玻璃光波导元件,用制备的元件检测挥发性有机物蒸汽.结果：该元件能够检测到1×10-7％（体积分数）的气体蒸汽,并且在常温下这个元件能够很好地检测比较低的浓度的气体蒸汽,对气体整体的敏感性比较好.结论：硬脂酸复合薄膜制备的玻璃光波导元件的制作成本低、对气体的灵敏性较高,反应速度快,可以大量应用于实际生产.     

SiCW/Zn-22Al复合材料的组织与高温变形

对低压浸渗、挤压比为10∶1的热挤压以及固溶处理制备的SiCW/Zn-22Al复合材料的组织与高温变形行为进行了研究.结果表明SiCW的复合使材料中出现了熔点为655 K的低熔点共晶组织,显著提高了变形抗力,降低了塑性,并使材料丧失了在共析温度区的超塑性;在出现适量液相的共晶温度区,复合材料具有超塑性.     

日光温室北墙与环境间换热特点及边界条件

对墙体内侧为相变材料的日光温室3层异质结构北墙建立传热模型，采用隐式有限差分方法，建立了相变北墙节点温度离散方程。以墙体内外表面温度为边界条件，通过Matlab编程计算墙体内温度分布，对温室北墙内外表面温度节点进行热平衡分析，计算北墙内外表面与外界环境间换热量，从而分析了日光温室北墙蓄放热特性及墙体与外界换热的特点。通过Matlab拟合工具，建立了晴好天气条件下日光温室北墙体表面与环境间换热量和墙体表面温度、室外空气温度、太阳辐射强度之间的函数关系。研究结果可为日光温室北墙优化设计与评价提供计算参考。      

基于NTC微珠状热敏电阻的瞬态热测量技术

实时原位监测相变材料热物性可以为优化新能源汽车电池热管理提供可靠数据支撑。提出了一种瞬态热测量技术,并建立对应的物理模型和方法,用于同步测量相变材料的导热系数和热扩散系数。采用该方法对相变材料石蜡进行测量分析,并通过仿真和试错法进行误差修正,测量得到石蜡的导热系数为0.245 W/(m·K),热扩散系数为1.07×10~(-7) m~2/s。测量值与参考值吻合良好。该方法具有热源小、测量快、原位测量等优点,在新能源汽车相变冷却热管理中有实际应用前景。