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相变储能材料的研究及应用进展

应用化工 2024年

作者：周文政章学来顾杰毛昶皓上海海事大学商船学院

相变储能材料是一种绿色环保的化学品，可以利用自身相变来进行储能或放能，对解决能源问题有着至关重要的作用。本文首先介绍了其分类标准，主要包括化学成分、相变机制和相变温度；其次，本文综述了近年来有关相变储能材料的研究进展... 详细信息

相变储能材料是一种绿色环保的化学品，可以利用自身相变来进行储能或放能，对解决能源问题有着至关重要的作用。本文首先介绍了其分类标准，主要包括化学成分、相变机制和相变温度；其次，本文综述了近年来有关相变储能材料的研究进展；本文还总结了相变储能材料的典型应用领域，包括建筑领域、冷链物流和军需纺织品；最后，本文对相变储能材料的研究提出了展望。

关键词：相变储能相变材料复合材料储能技术

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乙醇溶液液滴降压闪蒸特性

化工学报 2016年第9期67卷 3762-3767页

作者：黄亮章学来上海海事大学蓄冷技术研究所上海201306

基于液滴低压闪蒸理论,设计了一套悬垂液滴的真空闪蒸可视化实验装置,研究了质量分数为0、5%、10%、20%的乙醇溶液液滴的降压闪蒸特性,记录了液滴的成核结晶过程。液滴在降压条件下会经历液态蒸发、伴随气泡生长的蒸发、稳态蒸发结冰、... 详细信息

基于液滴低压闪蒸理论,设计了一套悬垂液滴的真空闪蒸可视化实验装置,研究了质量分数为0、5%、10%、20%的乙醇溶液液滴的降压闪蒸特性,记录了液滴的成核结晶过程。液滴在降压条件下会经历液态蒸发、伴随气泡生长的蒸发、稳态蒸发结冰、伴随气泡生长的结冰、外部结冰内部气泡逸出最终爆裂5种形态。研究表明乙醇溶液的浓度越高,液滴的凝固点越低,液滴结晶所需时间越长;同时还发现一定浓度的乙醇溶液可以提高液滴结晶时的闪蒸室压力,降低了对系统真空度的要求。

关键词：溶液蒸发结晶浓度真空度

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吸附条件下二元冰制备

化工学报 2017年第4期68卷 1358-1363页

作者：刘超章学来上海海事大学蓄冷技术研究所上海201306

搭建了真空制冰动态特性实验台,在相同起始温度、预设压力下改变喷射流量,通过对闪蒸室内温度、压力等参数的采集,分析了流量及固体吸附模块对动态二元冰制备过程的影响。研究表明流量越大平衡态压力越低,平衡时闪蒸室内温度基本不变,... 详细信息

搭建了真空制冰动态特性实验台,在相同起始温度、预设压力下改变喷射流量,通过对闪蒸室内温度、压力等参数的采集,分析了流量及固体吸附模块对动态二元冰制备过程的影响。研究表明流量越大平衡态压力越低,平衡时闪蒸室内温度基本不变,维持在0℃左右;通过对含冰率的测定发现过高流速并不利于冰晶的生成,较低喷射速度下成冰率相对较高;吸附条件下易形成动态平衡环境,且更有助于维持较低的平衡压力。

关键词：吸附作用动态制冰二元冰平衡传热传质

十二醇-癸酸-纳米粒子复合相变材料传热性能

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化工学报 2016年第6期67卷 2271-2276页

作者：黄艳章学来上海海事大学商船学院上海201306

针对有机相变材料热导率低的共性,以质量比为58.47:41.53的脂肪烃类低共熔有机物十二醇(DA)-癸酸(CA)为基液,添加纳米粒子MWNT、Cu、Al_2O_3及分散剂SDBS制备出纳米复合相变材料,从纳米粒子种类、添加浓度及超声时间方面研究其对复合有... 详细信息

针对有机相变材料热导率低的共性,以质量比为58.47:41.53的脂肪烃类低共熔有机物十二醇(DA)-癸酸(CA)为基液,添加纳米粒子MWNT、Cu、Al_2O_3及分散剂SDBS制备出纳米复合相变材料,从纳米粒子种类、添加浓度及超声时间方面研究其对复合有机相变材料热物性的影响。实验发现MWNT、Cu、Al_2O_3的添加都可以不同程度上提高DA-CA的热导率。当超声时间为50 min、纳米粒子浓度均为0.1 g·L^(-1)时3种纳米复合材料的热导率大小依次是:MWNT>Al_2O_3>Cu。最优例:超声分散时间90 min,DA-CA+MWNT(0.1 g·L^(-1))+SDBS(0.2 g·L^(-1))的热导率最大,为0.3602 W·m^(-1)·K^(-1),相较DA-CA提高了20.5%,在不影响基液热物性的基础上具有良好的热稳定性。

关键词：复合材料纳米粒子有机化合物热导率热物性

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硫酸铝铵相变蓄热材料实验研究

化学工程 2007年第10期35卷 46-48,56页

作者：赵兰章学来上海海事大学蓄冷技术研究所上海200135

通过对硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2.12H2O]的实验研究,寻找减小其过冷度,改善其储热性能的方法。按照溶液配制法,在熔融的硫酸铝铵中依次加入适量的有效添加剂及去离子水,记录蓄热体系放热时的温度变化,反复调节添加剂的质量比,达到最佳配置... 详细信息

通过对硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2.12H2O]的实验研究,寻找减小其过冷度,改善其储热性能的方法。按照溶液配制法,在熔融的硫酸铝铵中依次加入适量的有效添加剂及去离子水,记录蓄热体系放热时的温度变化,反复调节添加剂的质量比,达到最佳配置。结果表明,硫酸铝铵中添加质量分数为1.8%的氟化钙、0.4%的碳、6%的去离子水能够较好地抑制过冷,保证放热速率。重复性实验验证,该材料是低温范围内具有较高相变温度、相变潜热大、放热性能稳定、重复性良好的蓄热材料,可以应用于电蓄热、回收城市废热等领域。

关键词：硫酸铝铵相变材料蓄热

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喷射载冷剂制取冰浆的添加剂优选

化学工程 2006年第6期34卷 56-57,71页

作者：章学来唐恒上海海事大学蓄冷技术研究所上海200135

提出了喷射载冷剂HCFC123动态制冰的基本原理和制取冰浆的方法,分析了乙二醇、Tween-80、十二烷基硫酸钠及十二烷基硫酸钠+丙三醇复配溶液等4种添加剂在制取冰浆过程中的特点,以冰浆的流动性、含冰率(IPF)、HCHFC123能否从冰浆和含添加... 详细信息

提出了喷射载冷剂HCFC123动态制冰的基本原理和制取冰浆的方法,分析了乙二醇、Tween-80、十二烷基硫酸钠及十二烷基硫酸钠+丙三醇复配溶液等4种添加剂在制取冰浆过程中的特点,以冰浆的流动性、含冰率(IPF)、HCHFC123能否从冰浆和含添加剂的溶液中析出作为判断依据,找到了十二烷基硫酸钠和丙三醇复配溶液是制取冰浆的最佳添加剂。

关键词：动态制冰载冷剂冰浆添加剂表面活性剂含冰率

纳米氧化铜/辛酸-肉豆蔻酸相变储能材料的制备及热物性

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材料导报 2016年第22期30卷 60-64,70页

作者：徐蔚雯章学来上海海事大学商船学院上海201306

辛酸（OA）-肉豆蔻酸（MA）是一种极有发展潜力的相变材料，但是因过低的导热系数限制了其进一步大规模推广。通过添加纳米氧化铜（CuONP）改善其导热性，制备了一种融化温度在7～9℃的可用于空调蓄冷系统的新型相变储能材料。利用理论... 详细信息

辛酸（OA）-肉豆蔻酸（MA）是一种极有发展潜力的相变材料，但是因过低的导热系数限制了其进一步大规模推广。通过添加纳米氧化铜（CuONP）改善其导热性，制备了一种融化温度在7～9℃的可用于空调蓄冷系统的新型相变储能材料。利用理论模型预测 O A-MA 二元共熔体系的融化温度与相变潜热，发现计算结果与实验不符。对比不同分散剂对 CuONP 的分散效果，发现白猫洗洁精分散效果最好。通过步冷试验、差示扫描量热法（DSC）、瞬态平面热源法（Hotdisk）及加速热循环实验，对比不同质量比 CuONP 对 OA-MA 在宏观热表现、融化温度、相变潜热、导热系数与热扩散率等方面的影响来研究纳米流体的传热传质机理，并提出了热扩散率与相变潜热的拟合曲线；根据材料300次与600次循环后的融化温度与相变潜热，发现该材料循环热稳定性较好。

关键词：传热传质相变材料空调蓄冷系统热物性纳米氧化铜

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太阳能叉流溶液除湿空调除湿性能实验分析

太阳能学报 2012年第9期33卷 1547-1552页

作者：高文忠柳建华章学来上海海事大学商船学院上海201306 上海理工大学能源与动力学院上海200093

除湿器是太阳能液体除湿系统的核心设备,其效率直接影响整个系统的性能。建立叉流液体除湿系统,采用氯化锂为除湿溶液,Celdek填料为热质交换介质,实验测试溶液和空气进出口参数对除湿器焓效率和除湿效率的影响规律,并进行线性回归,结果... 详细信息

除湿器是太阳能液体除湿系统的核心设备,其效率直接影响整个系统的性能。建立叉流液体除湿系统,采用氯化锂为除湿溶液,Celdek填料为热质交换介质,实验测试溶液和空气进出口参数对除湿器焓效率和除湿效率的影响规律,并进行线性回归,结果表明:焓效率主要受溶液流量、空气流量、空气温度及空气含湿量的影响,除湿效率主要受溶液流量和空气流量影响;线性回归方程计算结果和实验结果吻合较好。

关键词：叉流除湿器焓效率除湿效率传热传质

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定型阻燃相变储热材料的研究进展

材料导报 2022年第5期36卷 180-187页

作者：郑灵钰章学来纪珺上海海事大学商船学院上海201306

相变材料(Phase change material,PCM)是指利用材料的相变潜热来储存能量的物质,相较于传统的机械储能、化学储能和电储能,潜热储能消耗的能量较低,易于控制且更安全,因此被广泛应用于温度控制和热量储存领域。与无机PCM相比,有机PCM无... 详细信息

相变材料(Phase change material,PCM)是指利用材料的相变潜热来储存能量的物质,相较于传统的机械储能、化学储能和电储能,潜热储能消耗的能量较低,易于控制且更安全,因此被广泛应用于温度控制和热量储存领域。与无机PCM相比,有机PCM无过冷,易被腐蚀,更适合被运用在对热循环稳定性和安全要求高的领域。但是大多数有机PCM(如石蜡)往往具有可燃性,限制了其在电池热管理、消防服、太阳能和节能建筑中的应用。本文从PCM的分类出发,引出定型相变材料,随后介绍了阻燃剂的分类和机理,阐述了定型阻燃相变材料是如何达到阻燃功效的,进而综述了国内外定型阻燃PCM的研究进展并探讨了其今后的研究方向。

关键词：相变材料定型阻燃