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硅藻土基脂肪酸定型相变材料的制备与表征

硅酸盐学报 2022年第6期50卷 1652-1660页

作者：舒钊钟珂肖鑫张宁波东华大学环境学院空气环境与建筑节能研究所上海201620 上海污染控制与生态安全研究院上海200092 上海市安装工程集团有限公司上海200080

脂肪酸类相变材料(PCMs)在缓解建筑用能源危机上有着巨大的应用前景。本工作制备了月桂酸-肉豆蔻酸-硬脂酸(LA-MA-SA)的相变材料。以多孔网状膨胀石墨(EG)为热导率增强材料、硅藻土(DE)为定型材料,通过熔融浸渍法分别制备了含质量分数为... 详细信息

脂肪酸类相变材料(PCMs)在缓解建筑用能源危机上有着巨大的应用前景。本工作制备了月桂酸-肉豆蔻酸-硬脂酸(LA-MA-SA)的相变材料。以多孔网状膨胀石墨(EG)为热导率增强材料、硅藻土(DE)为定型材料,通过熔融浸渍法分别制备了含质量分数为2%EG、4%EG、6%EG、8%EG、10%EG的高热导率的LA-MA-SA/EG/DE定型复合相变材料,对定型复合相变材料进行微观结构分析和热物性测量。结果表明:LA-MA-SA与EG和DE为物理吸附过程且吸附效果良好。稳态法热导率测试发现,EG可以有效提高PCM的热导率,添加2%~10%的EG,热导率增强了29.7%~708.2%。通过泄漏测试发现,添加DE能够对复合物起到一定的定型作用,防止PCM的泄漏。对复合物进行100次DSC循环后,材料的相变温度和相变潜热均无明显变化。通过蓄/放热试验发现,LA-MA-SA/10%EG/10/%DE的石膏板在加热冷却过程中分别表现出良好的储、放热性能和较长的相对热舒适时间,较纯石膏板延长0.82 h。

关键词：脂肪酸硅藻土定型相变材料热物性

导热增强型定型脂肪酸复合相变材料在蓄热石膏板中的性能研究

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导热增强型定型脂肪酸复合相变材料在蓄热石膏板中的性能研究

作者：舒钊东华大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展和城镇化进程的推进,建筑能源消耗量不断增加。目前国家加速了对能源结构的调整,其中可再生能源中的以相变蓄能为主的潜热储存在建筑节能领域有了巨大的突破。但相变材料的流动性、热导率低以及如何与建筑墙体结合才... 详细信息

随着社会经济的发展和城镇化进程的推进,建筑能源消耗量不断增加。目前国家加速了对能源结构的调整,其中可再生能源中的以相变蓄能为主的潜热储存在建筑节能领域有了巨大的突破。但相变材料的流动性、热导率低以及如何与建筑墙体结合才可发挥出最大的热储存效果等问题有待进一步分析和探究。基于此,本课题研究了不同热导率增强材料和定型材料添加量对多元脂肪酸相变材料的热物性影响,采用直接混合法和夹层法将其与石膏粉结合制备成相变石膏板并通过系统实验和数值模拟探究了其储/放热性能。通过施罗德公式对多元脂肪酸的理论熔融温度和熔融潜热进行预测,在合适的建筑用相变温度范围内,高潜热值是判断相变材料优劣的关键,因此选择了以相变温度为29.74℃和相变潜热为151.64k J/kg的月桂酸-肉豆蔻酸-硬脂酸(LA-MA-SA)作为相变材料。高热导率的相变材料可以在短时间内快速的满足人体对室内热舒适的要求。因此选择了拥有密集的长导热链和极大的比表面积的膨胀石墨(EG)作为热导率增强材料,在此基础上添加富含多孔结构的硅藻土(DE)来防止相变材料的泄露问题。最后通过直接熔融浸渍法制备了膨胀石墨和硅藻土基三元脂肪酸定型复合相变材料。对复合相变材料进行形貌表征,其中LA-MA-SA/10 wt.%EG/10wt.%DE中的LA-MA-SA基本都被硅藻土和膨胀石墨通过毛细作用吸附到孔隙中,表面更加光滑平坦,泄露测试发现,滤纸表面无泄露痕迹。DSC测试发现,相变材料的相变潜热随着载体材料添加量的增加而逐渐减小。其中添加质量分数各为10%的膨胀石墨和硅藻土的定型复合相变材料的相变潜热值为117.06 k J/kg,相较于纯三元脂肪酸LA-MA-SA减少了22.8%。稳态法热导率实验发现,膨胀石墨有效提高了相变材料的热导率,添加质量分数为1～10%的膨胀石墨后相变材料的热导率增强了29.7～708.2%。LA-MA-SA/10 wt.%EG/10 wt.%DE材料的热导率为4.5072 W/(m·K)。TGA和FTIR分析发现,在建筑使用范围内有着良好的热稳定性和化学稳定性。通过DSC循环稳定性测试发现,在100次循环前后,复合相变材料的相变温度和相变潜热变化均小于1%,表现出良好的循环稳定性。采用直接混合法和夹层法制备了相变石膏板。通过水箱蓄/放热实验发现,不同位置夹层法制备的相变石膏板都要优于直接混合法制备的相变石膏板。针对不同位置的相变板而言,将相变板置于靠近室内侧能发挥出相变材料更大的作用。在不同的加热/冷却工况下,室内侧夹层相变石膏板的平均相对热舒适时长相较于纯石膏板和直接混合相变石膏板提高了495%和189%。通过辐射热响应实验研究发现,同样的,夹层相变石膏板由于相变板在相变点附近熔化吸热,减缓了室内侧的升温速率,温度曲线更加平缓,有着更小的温度波动幅度。在室内侧的夹层相变石膏板受室外温度影响较小同时相变板较长时间处于相变温度范围内,因此有着相对更长的热舒适时长。在37℃、40℃、45℃和50℃的室外侧辐射温度下,室内侧夹层相变石膏板相较于纯石膏板的相对热舒适时长分别提高了61.1%、172.4%、143%和205.4%。最后,对水箱蓄/放热实验进行数值模拟。对比不同加热/冷却工况下的数值模拟和实验结果,温度曲线有着较好的吻合性,在相变温度范围内的曲线拐点和平缓区间也都有着较好的一致性,因此也验证了该模型的准确性。通过分析温度云图分析得到,在蓄/放热过程中,由于水箱中水的密度分层导致上/下部的温度分布不一致从而导了致石膏板的上下温度延迟不同步。当石膏板面积更大时这种现象会更加明显。因此,对于日常的阳光照射,由于存在的一定的照射角度,对于较为炎热的气候区,墙体上部可以添加较多的相变材料来保证室内更长的热舒适性;对于较为严寒的气候区,应当在墙体下部添加相对较多的相变材料。

关键词：三元脂肪酸膨胀石墨硅藻土相变石膏板储/放热性能

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输变电工程项目后评价研究

输变电工程项目后评价研究

作者：舒永钊华中科技大学

学位级别：硕士

输变电工程作为电网建设的主要部分,能够为区域经济的稳定发展提供重要的支撑,然而输变电工程在项目建设管理过程中存在着不少问题。项目后评价是项目生命周期的最后一个环节,它不仅能够反馈项目自身存在的问题,更能够为后续的项目提供... 详细信息

输变电工程作为电网建设的主要部分,能够为区域经济的稳定发展提供重要的支撑,然而输变电工程在项目建设管理过程中存在着不少问题。项目后评价是项目生命周期的最后一个环节,它不仅能够反馈项目自身存在的问题,更能够为后续的项目提供参考和指导,因此对输变电工程进行后评价具有非常重要的现实意义。输变电工程的后评价关键在于指标体系和评价方法。在指标体系上,本文参照已有的研究成果,并结合实际应用,从过程、运营、经济、影响、可持续性五个方面出发,归纳总结了一套较为全面的输变电工程项目后评价指标体系,同时对指标考察内容和评判方式上做了细致的说明。指标体系考虑到了不同类型输变电工程在指标上存在的差异,对差异性指标进行了区分列举和说明;针对输变电工程在影响和可持续性两个方面的后评价较为抽象的情况,对这两方面给出了具体的后评价指标。在评价方法上,根据输变电工程后评价指标的性质,首先将指标分类为约束性指标和评价指标。约束性指标作为评价内容只进行检验;对于评价指标,首先对其进行等级划分作为评价标准,再对其具体分析。经分析发现,在经济后评价中,经济类评价指标(属性值)间相互联系、相互影响,呈现出复杂的非线性关系;且其指标属性值都是定量数据,采用人工神经网络进行经济后评价更为合适。对于过程、运营、影响和可持续性后评价的评价指标,通过案例分析得出其部分评价指标(属性值)大小对指标权重有影响,采用常权综合法评价具有明显的缺陷。基于此,针对输变电工程的经济后评价,采用基于LM优化算法的BP神经网络构建了具有h个隐含层节点、3层网络的后评价模型。针对输变电工程的过程、运营、影响和可持续性后评价,根据变权理论思想,采用局部变权原理确定状态变权函数对部分评价指标做变权处理,构建了基于部分变权的后评价模型。最后,将指标体系和后评价方法模型运用在某输变电工程实例上,取得了良好的效果,验证了指标体系和后评价方法模型的适用性、可行性。

关键词：输变电工程后评价指标体系评价指标分析部分变权 BP神经网络

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氧化锌脱除气体中微量硫氧化碳

化学工程 1993年第A期21卷 153-155页

作者：潘志彦舒季钊

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锌锰系脱硫剂脱除气体中微量氧硫化碳的研究

化学反应工程与工艺 1996年第4期12卷 343-349页

作者：潘志彦孙勤舒季钊浙江工业大学

研究了锌锰系脱硫剂吸收氧硫化碳的动力学，建立了单颗粒的动力学模型，在实验的基础上求得了模型参数，模型能很好地预计实验结果。在实验条件下，孔内扩散为控制步骤。

关键词：脱硫锌锰脱硫剂硫化碳动力学气体

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基于三维模型的结构件高效测量方法

工具技术 2023年第9期57卷 159-161页

作者：吴群舒钊航天科工惯性技术有限公司北京市100074

针对基于模型的传统测量方法准确度不高、检测速度慢以及产品外观缺陷检测效果不佳等问题,提出基于模型的接触式三坐标测量和非接触式三维扫描测量方式,并比较其优劣。使用三维扫描测量方式测量基于3D模型的结构件(尤其是铸件产品),测... 详细信息

针对基于模型的传统测量方法准确度不高、检测速度慢以及产品外观缺陷检测效果不佳等问题,提出基于模型的接触式三坐标测量和非接触式三维扫描测量方式,并比较其优劣。使用三维扫描测量方式测量基于3D模型的结构件(尤其是铸件产品),测量效率高,能够解决小尺寸差异以及外观缺陷等自动化检测问题。

关键词：三维模型结构件三坐标三维扫描

多孔纳米基复合相变材料在建筑节能中的应用进展

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化工进展 2021年第S02期40卷 265-278页

作者：舒钊钟珂肖鑫贾洪伟吕凤勇常沙东华大学环境学院空气环境与建筑节能研究所上海201620 上海污染控制与生态安全研究院上海200092 上海应用技术大学城市建设与安全工程学院上海201418 天津市建筑工程学校天津300221

近年来相变材料的开发和应用受到广泛的关注,研究表明,纳米和多孔基复合相变材料可以显著提高材料热导率和热稳定性,同时可以有效防止相变材料在熔融和凝固过程中发生的泄漏问题。本文主要介绍了建筑领域的纳米和多孔基复合相变材料的... 详细信息

近年来相变材料的开发和应用受到广泛的关注,研究表明,纳米和多孔基复合相变材料可以显著提高材料热导率和热稳定性,同时可以有效防止相变材料在熔融和凝固过程中发生的泄漏问题。本文主要介绍了建筑领域的纳米和多孔基复合相变材料的选择和制备、材料的表征及热物性测量研究,简述了掺入复合相变材料的砂浆、石膏板、混凝土和砖块的热性能情况,通过实验和数值模拟分析了建筑系统中的复合相变材料的应用情况,对采用了储热相变材料的建筑系统进行成本分析和节能研究。最后说明应根据地区气候和使用需求选择不同相变点和热导率的相变材料,添加相变墙体可提高热舒适性,并有效减少能耗。同时指出如何将相变墙体更好地与主动式技术结合,以及探究降低相变墙体的可回收年限和长时间使用相变墙体后的热性能是今后的主要研究方向。

关键词：纳米材料多孔介质复合相变材料建筑节能数值模拟

基于3维实体重建的直线加速器加速管热稳定性的优化设计

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强激光与粒子束 2011年第1期23卷 195-200页

作者：舒钊沈连婠孙袁王秀翠李木军裴元吉中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230027 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029

行波电子直线加速器运行时加速管腔体因铜损会产生不均匀的热变形和腔频率偏移。因无法获知腔频率的准确偏移值,设计加速管冷却系统的一种经验设计方法是控制管体温度离散度在3℃之内。提出并实现了一种以直接控制加速管腔体频率离散度... 详细信息

行波电子直线加速器运行时加速管腔体因铜损会产生不均匀的热变形和腔频率偏移。因无法获知腔频率的准确偏移值,设计加速管冷却系统的一种经验设计方法是控制管体温度离散度在3℃之内。提出并实现了一种以直接控制加速管腔体频率离散度为设计目标的方法。采用插值蒙皮曲面造型理论,依据温度场和热变形的有限元仿真结果,高精度重建出变形后的腔体3维实体模型。将其导入到电磁场分析软件微波工作室,解算出不均匀温度分布造成的热变形引起的各腔频率偏移,实现了热-结构-电磁场的耦合分析。以加速管腔体频率离散度最小为设计目标,获得冷却系统优化参数。相对于经验设计方法,可大大减小冷却水流量和水压差,节约运行成本。

关键词：直线加速器热变形 3维重建频率偏移优化设计冷却系统

直线加速器同轴负载材料FeSiAl的电磁参数测试及仿真

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强激光与粒子束 2011年第1期23卷 170-174页

作者：王秀翠沈连婠孙袁舒钊李木军金凯裴元吉中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230027 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029

为获得直线加速器同轴负载材料FeSiAl的介电常数和磁导率,基于同轴传输反射法,利用矢量网络分析仪,对同轴负载磁性吸波材料FeSiAl的电磁参数进行了测试研究,同时利用电磁场分析软件Micro-wave Studio进行了测试仿真。研究表明,测量中加... 详细信息

为获得直线加速器同轴负载材料FeSiAl的介电常数和磁导率,基于同轴传输反射法,利用矢量网络分析仪,对同轴负载磁性吸波材料FeSiAl的电磁参数进行了测试研究,同时利用电磁场分析软件Micro-wave Studio进行了测试仿真。研究表明,测量中加工样品与其夹具之间的装配间隙对电磁参数的测试值存在较大影响,进而制作了不同配比的FeSiAl微粉和固体石蜡混合样品,获得混合样品的稳定测试值。对求取电磁参数等效公式的适用性研究表明,Bruggeman,Looyenga,QCACP公式适用于描述该FeSiAl微粉的电磁特性,最后给出了FeSiAl材料的电磁参数。

关键词：同轴负载 FeSiAl 传输反射法电磁参数等效公式