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复合相变织物的制备及应用

材料导报 2022年第8期36卷 166-171页

作者：张东尧白开皓李传常长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114

相变材料因其较高的相变潜热值、相变过程温度近似等温等优点在诸多领域得到了广泛的应用。复合相变织物是一种内部含有相变材料的新型智能调温织物,可以对周围温度变化做出主动响应,减缓织物的温度波动。本文综述了相变微胶囊及其复合... 详细信息

相变材料因其较高的相变潜热值、相变过程温度近似等温等优点在诸多领域得到了广泛的应用。复合相变织物是一种内部含有相变材料的新型智能调温织物,可以对周围温度变化做出主动响应,减缓织物的温度波动。本文综述了相变微胶囊及其复合相变织物的制备方法和相关的性能测试,简要介绍了复合相变织物在航空航天、热防护服、医用纺织品等领域的应用;最后指出降低成本、简化工艺和减少相变微胶囊对织物性能的不利影响是今后的研究重点。

关键词：相变材料相变微胶囊调温织物微胶囊

相变储冷凝胶在管翅式储冷器中传热特性的研究

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储能科学与技术 2023年第12期12卷 3740-3748页

作者：谭振炜李沐李传常长沙理工大学能源与动力工程学院长沙理工大学电网防灾减灾全国重点实验室湖南长沙410114

相变储冷凝胶因其良好的稳定性在冷链运输中具有良好的应用前景,但其高黏度、低流动性的特点抑制了相变过程中的自然对流,影响了储冷器的传热性能,从而降低了冷能利用效率。本工作建立了二维管翅式储冷器的CFD模型,基于FLUENT软件的熔化... 详细信息

相变储冷凝胶因其良好的稳定性在冷链运输中具有良好的应用前景,但其高黏度、低流动性的特点抑制了相变过程中的自然对流,影响了储冷器的传热性能,从而降低了冷能利用效率。本工作建立了二维管翅式储冷器的CFD模型,基于FLUENT软件的熔化/凝固模型,研究了相变储冷凝胶的流动性对储冷器传热性能的影响;对比了不同结构储冷器充冷效率,定义了无量纲数e表示结构充冷效率,并探究了不同储冷器结构对充冷过程的影响。结果表明,在-5℃冷源充冷下,有自然对流的储冷凝胶相较于无自然对流的储冷凝胶充冷时间缩短12%;在重力场的作用下,不同区域不同时间的储冷凝胶流动性不同,在凝固过程前期以及在储冷器上方的储冷凝胶流速较快且流场范围较大、传热更快;双管结构表现出更高的充冷效率。本研究有助于推动相变储冷器在冷链运输中的应用,并为优化相变储冷器结构提供理论依据。

关键词：冷链运输相变储冷自然对流数值模拟传热分析

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相变储冷技术及其在空调系统中的应用

储能科学与技术 2023年第1期12卷 180-197页

作者：李沐李亚溪李传常长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

储能是实现“双碳”目标的关键支撑技术之一。相变储能因能实现能量的存储及释放、有效提高能源利用效率,是目前解决能源供需不平衡问题的重要途径。随着人们对冷能需求的增长,相变储冷技术受到了研究者的广泛关注,但与传统相变储热技... 详细信息

储能是实现“双碳”目标的关键支撑技术之一。相变储能因能实现能量的存储及释放、有效提高能源利用效率,是目前解决能源供需不平衡问题的重要途径。随着人们对冷能需求的增长,相变储冷技术受到了研究者的广泛关注,但与传统相变储热技术相比,相变储冷技术这一领域的综述文章还较少。本文梳理了相变储冷技术的基本工作原理和特点,介绍了应用于储冷空调系统相变材料的不同种类、性质及其优缺点,阐述了相变储冷关键技术,包括物性提升关键技术、传热强化关键技术、封装定型关键技术,分析了储冷空调中的不同储冷器件结构(板式、球式、螺旋管式、壳管式)和应用技术。进而总结了相变储冷技术在常规储冷空调系统及冷链运输储冷空调系统中的应用。本文对储冷技术目前的发展现状及前景分别做出了较全面的总结和分析,指出了相变材料性能的改善、储冷器件的传热强化、空调系统的COP和节能率的提升、保持系统的长期稳定运行是今后对储冷空调系统的研究重点。

关键词：储冷技术相变材料储冷器件空调系统

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相变储冷凝胶的制备与应用研究

储能科学与技术 2022年

作者：李亚溪谭振炜李传常长沙理工大学能源与动力工程学院

以NaHPO·12HO (Disodium hydrogen phosphate dodecahydrate，DHPD)和NaCO·10HO (Sodium carbonate decahydrate，SCD)在6∶4的条件下熔融共混形成共晶水合盐 (Eutectic hydrated salt，EHS)，利用十水焦磷酸钠、硫酸铵和尿素分别降低其过冷度和相变温度，最后加入四种不同目数 (30～60目、60～100目、120～180目和200～400目)的高吸水性树脂 (Superabsorbent polymer，SAP)来锚定上述体系在其三维网络空间结构中，获得了四种不同体系的相变储冷凝胶。其中，DSSNU-SAP相比于其他储冷凝胶具有最佳的相变性能。其相变温度为2.7℃，相变潜热为137.7 J· g，过冷度为1.9 ℃，导热系数为0.435 W ·m·k。本文对其微观形态、晶体组成以及接触角进行了表征，充分验证了体系内各组分之间的化学兼容性，阐述了硫酸铵、尿素和SAP对EHS性能的调控机理。应用实验结果表明，以DSSNU-SAP为核心研制的储冷模块能够使葡萄在49 h内保持超高新鲜度，充分证明了其在冷链运输中的应用潜力。本研究有助于推动水合盐在储冷领域的应用，为相变储冷凝胶技术的研发提供理论基础和实验依据。

关键词：

分层优化测定锂离子电池比热容参数的实验研究

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汽车工程 2023年第2期45卷 183-190页

作者：吕又付罗卫明陈荐吴锡鸿李传常长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 广东省特种设备检测研究院顺德检测院顺德528300

锂离子电池比热容作为电池模组及系统热设计的关键参数,对所建立的电池热管理系统仿真模型和控制策略的准确性至关重要。本文中基于量热法搭建了一个成本低廉、实施简单和测量准确性高的测试平台,系统研究了量热装置的热损失、量热方式... 详细信息

锂离子电池比热容作为电池模组及系统热设计的关键参数,对所建立的电池热管理系统仿真模型和控制策略的准确性至关重要。本文中基于量热法搭建了一个成本低廉、实施简单和测量准确性高的测试平台,系统研究了量热装置的热损失、量热方式以及分层计算优化对测试结果的影响。在黄铜、304不锈钢、铸铁以及高密度聚乙烯标准件样品校验测试中,实验结果表明该量热装置测定比热容误差小于3%,且不受被测样品导热系数大小的影响。通过本实验装置测定32650磷酸铁锂电池的平均比热容为1.022 J·g^(-1)·K^(-1),这为其他类型电池甚至下一代固态电池精确测量比热容热物性参数提供了一种可行的方法。

关键词：锂离子电池比热容量热法实验分层计算优化

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相变储冷凝胶的制备与应用

储能科学与技术 2022年第12期11卷 3845-3854页

作者：李亚溪谭振炜李传常长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

以Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O(disodium hydrogen phosphate dodecahydrate,DHPD)和Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O(sodium carbonate decahydrate,SCD)在质量比6∶4的条件下熔融共混形成共晶水合盐(eutectic hydrated salt,EHS),利用十水焦磷酸钠、硫酸铵和尿素分别降低其过冷度和相变温度,最后加入四种不同目数(30~60目、60~100目、120~180目和200~400目)的高吸水性树脂(superabsorbent polymer,SAP)来锚定上述体系在其三维网络空间结构中,获得了四种不同体系的相变储冷凝胶。其中,DSSNU-SAP_(200~400)相比于其他储冷凝胶具有最佳的相变性能。其相变温度为2.7℃,相变潜热为137.7 J/g,过冷度为1.9℃,导热系数为0.435 W/(m·K)。本文对其微观形态、晶体组成以及接触角进行了表征,充分验证了体系内各组分之间的化学兼容性,阐述了硫酸铵、尿素和SAP对EHS性能的调控机理。应用实验结果表明,以DSSNU-SAP_(200~400)为核心研制的储冷模块能够使葡萄在49 h内保持超高新鲜度,充分证明了其在冷链运输中的应用潜力。本研究有助于推动水合盐在储冷领域的应用,为相变储冷凝胶技术的研发提供理论基础和实验依据。

关键词：水合盐储冷凝胶高吸水性树脂共晶盐改性冷链运输

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相变储冷技术在冷链运输低碳转型中的应用

能源环境保护 2023年第3期37卷 185-194页

作者：朱傲常李传常长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

传统冷链运输的高能耗和高排放被认为是实现物流运输行业碳达峰、碳中和的重大挑战。相变储冷技术作为近年来发展的新兴技术,有望极大降低制冷负荷、减少能源消耗和温室气体排放量。本文比较传统冷链运输与相变储冷冷链运输的碳排放足迹... 详细信息

传统冷链运输的高能耗和高排放被认为是实现物流运输行业碳达峰、碳中和的重大挑战。相变储冷技术作为近年来发展的新兴技术,有望极大降低制冷负荷、减少能源消耗和温室气体排放量。本文比较传统冷链运输与相变储冷冷链运输的碳排放足迹,阐明了相变储冷技术在冷链运输低碳转型中的应用潜力,分析了不同种类冷链运输所需的储冷技术要求。相变储冷技术关键在于相变储冷材料的性能调控和封装技术,性能调控重点是调节相变温度满足不同货物的冷藏要求,而封装技术则重点解决相变材料的泄漏问题并增强其导热能力。相变储冷技术与冷链运输的集成方式多样:与冷藏车的围护结构相结合,制成共晶板置于厢体内部,与传统制冷单元相集成亦或是制成被动式冷却冷链运输箱。相变储冷冷链运输今后研究的重点是研制高性能相变储冷材料,同时实现冷链运输过程的多温区调控与智能化。

关键词：相变储冷冷链运输低碳转型相变材料

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泡沫金属复合相变体系导热性能研究及应用

中南大学学报（自然科学版） 2022年第12期53卷 4687-4699页

作者：肖俊兵邹博庄依杰刘臣臻李传常陈荐长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 广东工业大学环境科学与工程学院广东广州510006 河北工业大学能源与环境工程学院天津300401 可再生能源电力技术湖南省重点实验室湖南长沙410114

相变储热技术具有储热密度大、工作温度波动幅度小、工艺简单成熟等特点,但其使用的相变材料存在导热系数低且易发生泄漏的问题。利用泡沫金属孔隙结构所形成的快速导热通道及其毛细吸附作用,将其与相变材料结合构建泡沫金属复合相变体... 详细信息

相变储热技术具有储热密度大、工作温度波动幅度小、工艺简单成熟等特点,但其使用的相变材料存在导热系数低且易发生泄漏的问题。利用泡沫金属孔隙结构所形成的快速导热通道及其毛细吸附作用,将其与相变材料结合构建泡沫金属复合相变体系,实现快速传递热量,是目前改善相变材料导热性能的重要手段。本文对泡沫金属复合相变体系等效导热系数预测关联式进行简述,对泡沫金属复合相变体系导热性能进行研究,介绍泡沫金属复合相变体系的应用,并对泡沫金属强化相变材料导热性能的研究趋势进行展望。研究结果表明:科学描述孔隙结构类型及特征有助于预测泡沫金属复合相变体系等效导热系数,研究泡沫金属和纳米添加剂相互影响机制可以避免强化导热手段的无效使用,采用激光增材制造技术可以优化设计泡沫金属孔隙结构,可为泡沫金属强化相变材料导热性能的进一步发展与研究提供参考。

关键词：相变储热热传导多孔介质复合材料泡沫金属

“双一流”背景下能源类卓越研究生培养模式探索

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大学（研究与管理） 2022年第10期 92-95页

作者：肖俊兵李传常陈荐长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

“双一流”背景下,随着“双碳”目标提出,传统培养模式已无法满足当前能源类研究生的培养需求。跨学科高水平师资严重缺乏,使得能源类高质量研究生交叉学科思维意识有待提高。培养过程中研究生学风、科研能力、学位论文质量等问题的存在... 详细信息

“双一流”背景下,随着“双碳”目标提出,传统培养模式已无法满足当前能源类研究生的培养需求。跨学科高水平师资严重缺乏,使得能源类高质量研究生交叉学科思维意识有待提高。培养过程中研究生学风、科研能力、学位论文质量等问题的存在,暴露了研究生创新精神和创新能力的缺乏。针对这些问题,文章探索能源类卓越研究生培养模式建设,分析新型模式对能源类卓越研究生培养的优势。以长沙理工大学能源与动力工程学院为例,阐述了能源类卓越研究生培养新型模式的实现路径。

关键词：卓越研究生全员育人创新工程实践