夏热冬冷地区相变外墙房间夏季舒适性研究

以典型的夏热冬冷地区气候条件为例,建立焓法数学模型计算相变传热过程,并通过实验证明数学模型的可行性。用数学模型计算相变石膏板放置于建筑外墙对室内温度的影响,对比普通房间进行分析。结果表明,外墙使用相变石膏板的房间温度波动小于普通房间,结合经济型考虑,当相变石膏板相变温度为28℃、相变潜热为80 kJ/kg时,房间的舒适性最佳。     

相变储能材料节能评价试验

根据建筑用相变储能材料的特性,提出了温度相对滞后率和节能效率2个节能评价指标,在此基础上研制了相变材料的节能评价装置。利用相变石膏板与绝热材料导热系数参比板进行对比试验,对评价指标的实现过程进行了试验研究。结果表明:在阻挡室内温度上升,直至达到人体舒适温度上限的时间上,相变材料掺量为5%的储能石膏板比参比板滞后约136.4%,维持室内舒适温度所耗电能节约30.8%。所研制的装置能较好地实现相变储能材料的节能评价试验。     

石膏基陶粒吸附石蜡复合储能材料制备及性能

采用常温相变储能石蜡作为复合相变材料的储能介质,以多孔陶粒作为吸附载体,再通过海藻酸钠反应包封陶粒,复合制成热稳定性能良好、便于在建筑结构上应用、成本低廉的颗粒型相变储能材料.将该种复合的相变储热材料加入到石膏中,能明显提高石膏板的储能密度,延长储能材料的储热时间,同时明显降低石膏的水化热峰值温度并延缓其出现时间,对石膏水化过程温度峰值的控制有良好效果.     

相变蓄能石膏板在建筑围护结构中的热影响分析

在实验室搭建了简易的实验装置,利用敞开式热箱法对相变石膏板的隔热控温特性进行了实验研究,然后利用焓法模型和有效热容法模型对相变墙板的动态传热过程进行了模拟计算,得到焓法模型计算结果更加符合实验值.利用焓法模型对相变墙房间与普通墙房间的室内获得热量进行模拟对比,研究结果表明,在同样的加热和散热条件下,相变蓄能石膏板比普通石膏板具有更强的蓄放热能力,夏季当相变墙体相变温度为26℃时房间节能效果最好,能够使室内获得热量减小37.73％;冬季当相变墙体相变温度为7℃时房间节能效果最好,能够使室内获得热量减小28.71％.     

夏热冬冷地区相变石膏板相变特性的模拟

基于焓法数值模型,利用Fluent软件模拟定形相变石膏板(PCP)在不同保温位置及不同相变温度时传热的热流密度及内表面温度情况,分析适用于夏热冬冷地区PCP的参数、不同相变温度与放置位置对外墙的隔热性能的影响。结果表明:相变材料最适宜的相变温度为27℃,在此相变温度下,同一时刻的内、外侧位置的内表面最大温差为0.9℃;相变温度为27℃的墙体比普通墙体约节能27.6%,此时相变材料潜热利用率为38.7%。     

原位反应烧结制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料的研究

以电熔镁砂和白刚玉为镁铝尖晶石陶瓷基体原料,以氯化钾、氟化钾复合盐为相变材料,用原位反应烧结法制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料,研究烧结温度、熔盐含量对熔盐/尖晶石相变储能材料性能的影响.采用XRD和SEM对材料进行表征,通过DSC分析测定材料相变潜热,结果表明,烧结温度为1 000 ℃和熔盐含量为40%时,所制备的储能材料的相变潜热为70.98 kJ/kg,蓄热密度为240 kJ/kg(ΔT=100 ℃),储热性能较好.     

石蜡/膨胀石墨复合相变材料控温电子散热器的性能

为了提高电子器件抗热冲击的能力、保证电子器件运行的可靠性和稳定性,以石蜡为相变储能材料、膨胀石墨为支撑材料,采用物理吸附法制备石蜡/膨胀石墨复合相变材料,将其应用于电子器件的热管理中,并通过模拟芯片实验研究了石蜡/膨胀石墨复合相变材料控温电子散热器的性能.结果表明:石蜡质量分数为90%的复合相变材料的导热系数相比于纯石蜡(0.3608 W/(m.K))提高了约4倍;相变材料填充于散热器中,可有效降低模拟芯片的升、降温速率,延长散热器的控温时间;当芯片发热功率为15和20W时,散热器填充复合相变材料后的控温时间较填充前分别提升了59%和20%,可降低电子器件因温度瞬间升高而烧坏的可能性,实现对电子器件的保护.     

基于硬脂酸丁酯乳液的球形相变微胶囊的制备

采用三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,硬脂酸丁酯为芯材,通过原位聚合法制备相变微胶囊.通过正交试验方法研究乳化剂用量、HLB值、乳化温度及乳化时间对硬脂酸丁酯乳液的影响,确定最佳乳化条件.采用激光粒径分布仪、FT-IR、SEM、DSC表征乳化液形貌、稳定性和相变微胶囊的结构、形貌以及热性能.结果表明:当复配乳化剂的HLB值=11,乳化时间为20min,乳化温度为70℃,乳化剂用量为10%,搅拌速度为4 000r/min,硬脂酸丁酯乳液的稳定性最好,以此乳液制备的微胶囊呈规则球状,结构致密,分散均匀,平均粒径3μm;相变温度为20.4℃,相变潜热为87.81J/g.     

复合相变储能砂浆的制备及其性能研究

以工业石蜡为相变芯材,通过真空吸附法和硅酸钙外壳封装法制备石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料和复合相变储能砂浆.利用SEM和差示扫描量热法分析了石蜡/膨胀珍珠岩相变材料的形貌和蓄热能力,测试了复合相变储能砂浆的抗压强度、干表观密度、导热系数和三维条件下材料温度时间响应关系.结果表明,经硅酸钙外壳封装后石蜡/膨胀珍珠岩相变材料中石蜡的含量约为55.47%时,相变温度和相变潜热分别为35.59℃和96.77J/g;复合相变储能砂浆的28d抗压强度,干表观密度和导热系数分别为8.0MPa,1 678kg/m~3和0.46W·m~(-1)·K~(-1),在外界温度变化时,复合相变储能砂浆相对于传统砂浆材料具有升温和降温速度变化平缓,可用作保温砂浆.     

石蜡-酚醛-水泥相变砂浆的制备及性能分析

为了改善石蜡相变材料的封装效果和防火能力,利用不燃的酚醛树脂包裹石蜡制备出石蜡－酚醛复合胶囊,并利用石蜡-酚醛复合胶囊制备出水泥相变砂浆。实验结果显示,石蜡在常温范围内的相变热是20520 J·g-1,相变温度范围为27~38 ℃;石蜡－酚醛的相变热为4259 J·g-1,相变温度范围为18~30 ℃;相变砂浆的相变热为929 J·g-1,相变温度范围为20~29 ℃;相变砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和粘结拉伸强度随着石蜡－酚醛胶囊掺量的增加而明显下降。工程应用表明,制备的相变砂浆在一定范围内具有较好的调节建筑室内温度,具有易存放、易施工、安全性高的特点     

储能建材性质的改善及相变温度的优化

对两组二元相变物质混合物Ｃ２２Ｈ４４Ｏ２＋Ｃ１６Ｈ３４和Ｃ１８Ｈ３８＋Ｃ１６Ｈ３４渗入民用建筑材料基体所形成的储能建材，进行了差热分析（ＤＴＡ），得到了相变温度的变化规律，给储能建材相变温度的优化提供了必要手段．基于节能目标建立了相变温度的寻优数值模型，分析了气候的影响及寻优的效果．对相变物质建材表面的结霜趋势进行了讨论，建议以使用相变物质混合物作为控制结霜的一种主要方法     

相变储能型太阳能真空集热管运行特性研究

为了解相变储能型太阳能真空集热管的运行情况,对不同工况下单根真空管的运行情况以及三根真空管串联运行的情况进行实验研究,实验主要分为吸热和放热两个阶段.单根真空管运行的研究结果表明,吸热阶段,晴天和多云工况下,日平均集热效率能够达到30％～45％;阴天工况下的日平均集热效率很低,只有6％左右,且在吸热过程中由于U型铜管中...     

钢筋型混凝土复合墙板的轴向受力性能

以钢筋型和型钢型复合墙板为基本单元的墙梁柱复合结构体系替代砌体结构在中低层建筑中的应用有利于环保和可持续发展。该文用ANSYS在试验结果验证的基础上对钢筋型混凝土墙板的轴向受力性能进行了有限元分析。结果表明,该墙板具有比砌体结构更高的竖向承载力。通过对影响墙板承载力和变形性能的主要参数如偏心距、肋宽和配筋率的分析表明,荷载偏心距和配筋率对墙板的极限承载力的影响最为明显,而板面混凝土厚度和肋宽可按最小构造要求处理。据此可对这类墙板进行合理的设计。     

石蜡/膨胀石墨复合相变材料的结构与热性能

以有机物石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构，利用膨胀石墨的多孔吸附特性，制备出了石蜡含量分别为50％（质量分数，下同），60％，70％和80％的石蜡／膨胀石墨复合相变储热材料．采用扫描电镜（SEM）和差示扫描量热分析（DSC）对复合相变储热材料的结构和热性能进行了表征．结果表明：膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态，石蜡被膨胀石墨微孔所吸附；复合相变储热材料的相变温度与石蜡相似，其相变潜热与基于复合材料中石蜡含量的潜热计算值相当．储（放）热性能测试结果表明，含80％石蜡的复合相变储热材料其储热时间比石蜡减少69．7％，放热时间减少80．2％．     

复合改性剂对氢氧化镁的表面改性研究

采用硬脂酸钠/油酸钠/聚乙二醇6 000复配表面活性剂为改性剂,对氢氧化镁进行改性研究.通过改性前后氢氧化镁粉体的吸油值及其在液体石蜡中的吸光度等性能来评价氢氧化镁的改性效果,从而确定最佳改性条件,同时采用红外谱图研究了表面改性分子与氢氧化镁表面的作用机理.正交实验结果表明,在表面改性剂的质量分数为9％,硬脂酸钠/油酸钠/聚乙二醇6 000的配料比为2：2：1（质量比）,改性温度为60℃,改性时间为100 min条件下制备的产品性能优良,在石蜡中分散性良好,红外光谱显示表面改性剂分子在氢氧化镁表面发生化学吸附.     

石蜡相变材料在同心环隙管内的基本传热行为

强调石蜡侧传热行为的强化作用，在自行搭建的传热装置上，以热媒侧为恒定温度热源，考察了石蜡相变材料蓄热过程的传热行为，研究了S_t、蓄热时间、石蜡温度、径向距离之间的变化规律。本工作发现，翅片在热传导控制的条件下的传热效果要优于对流传热控制时的效果。在热媒温度为65，70和75℃时，翅片管较光滑管，蓄热时间分别缩短77.5％，69.2％和56.3％，表明翅片对石蜡的传热强化效果显著。而且，蓄热时间和相界面推移速度均随S_t呈单调函数规律发展。     

Preparation and characterization of magnetic phase-change microcapsules

Magnetic microcapsules containing paraffin cores within urea-formaldehyde shells were fabricated utilizing in situ polymerization, with iron nano-particles as magnetic particles. The thermal properties, surface morphologies, magnetic properties and iron nano-particles content of the magnetic phasechange microcapsules were investigated by scanning electronic microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), vibrating sample magnetometry (VSM) and inductively coupled plasma quantometry (ICP). The influence of iron nano-particles on morphologies was also considered. The results indicate that the melting point of magnetic phase-change microcapsules is almost identical to that of paraffin. The magnetism parameters such as specific saturation magnetization and residual magnetization of magnetic phase-change microcapsules increase with the increase of iron nano-particles content. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50436020)     

Preparation and performances of bulk porous Al foams impregnated with phase-change-materials for thermal storage

Shape-stabilized phase change materials (PCMs) exhibit desirable thermal storage properties and are used for energy conservation systems. This study is focused on the preparation and thermal-/dynamic-mechanical properties of the bulk porous Al foams impregnated with organic PCMs such as paraffins and stearic acid. The results indicated that the new shape-stabilized PCMs composites could be produced by a simple and eco-friendly constant-pressure impregnation method. The filling fraction of PCMs was approximately more than 80% for the impregnated samples with vacuuming or without vacuuming. The shape-stabilized PCMs/Al-foam composites exhibited considerable latent thermal storage potential for good interface, desirable phase-change temperature range and latent heat values (72.9 kJ/kg for the paraffin/Al-foam composite and 66.7 kJ/kg for the stearic acid/Al-foam composite). Moreover, the impregnation of PCMs improved the dynamic-compression yield strength, durability and resistance to oxidation of Al foams and made its ideal energy-saving materials.     

纳米尺度水薄膜液-气相变分子动力学模拟

采用分子动力学模拟,研究了纳米尺度水薄膜厚度和系统温度对液-气相变蒸发率的影响.模拟了水薄膜厚度为2nm时,温度(375~425K)对相变蒸发率的影响;同时模拟了温度400K条件下,水薄膜厚度(2、3、4nm)对相变蒸发率的影响.结果表明:相同水薄膜厚度下蒸发率随着温度的升高而增大,相同温度下蒸发率随水薄膜厚度的增大而增大,蒸发率随时间呈指数形式递减.相关结果可为微热管及其他依靠内部液体相变传热的散热器件设计提供参考.     

模卡式拼装节能墙体的保温性能

模卡式拼装节能墙体采用条形榫卯砌块拼装式施工方法,可以拼装成各种尺寸的内隔墙和非承重墙.将其看成两向非均质围护结构计算其平均热阻,利用平壁稳定传热的基本理论计算其传热系数,最后对其保温层的经济厚度进行了讨论.计算分析表明,模卡式拼装节能墙体传热系数仅为0.689 W/(m2.K),远低于其他常用墙体,具有良好的节能效果.墙体的聚苯板厚度采用0.08 m时,能取得最佳经济指标,墙体的传热系数仅为0.400 W/(m2.K).