六甲基二硅氧烷作为有机朗肯循环工质的热稳定性和材料相容性

针对可再生能源和工业余热资源,有机朗肯循环是非常有潜力的热电转换技术之一,而中高温有机朗肯循环由于自身的高效率等优点受到广泛关注.硅氧烷类工质具有高临界点、低可燃性、低毒性等优势,是中高温有机朗肯循环最为适合的工质之一.在中高温条件下,热稳定性和材料相容性是工质筛选需要首先考虑的物性条件.本文对典型硅氧烷类工质六甲基二硅氧烷(hexamethyldisiloxane, MM)的热稳定性和材料相容性进行实验研究.设计实验方法和装置,明确了液态产物是MM热分解产物的主要成分,并分析了MM热分解主要的反应途径;对220～300℃下MM的热分解率进行测量,获得MM热分解的基础物性数据,发现MM在240℃时就已经能发生明显的热分解现象.通过实验确认了空气会改变MM的热分解机理,同时会造成热分解率的上升.此外,实验获取了MM在中高温工况下与金属材料的相容性实验数据.结果表明,铜材料试件的拉伸强度下降了0.54%,而304不锈钢试件未有明显变化,因此304不锈钢在与MM的材料相容性方面优于铜材料.同时,在相同条件下比较了MM和正戊烷的材料相容性数据.正戊烷实验中铜材料试件的拉伸强度下降了2.27%,...     

相变材料的特点及热物性分析

相变材料(phase change materials, PCMs)是潜热储热技术的核心储热媒介，因此选择合适的PCMs需综合考虑到多种因素，而相变温度、储能密度和导热系数是衡量PCMs适用性的最关键因素.对典型的固-液相变的不同类型PCMs特点进行了归纳和比较，结果证明研究多种高性能兼容的复合材料是PCMs应用的发展方向.通过理论分析得出：在设定工作温差50℃范围内常用PCMs相变潜热≥100 kJ/kg时，单位质量储热密度与PCMs的相变温度不再相关；PCMs的相变温度越高，系统的有效输出温度范围越宽，系统输出越灵活；PCMs的相变潜热越大，系统在有效温度范围变化时释热效率越稳定.因此在50℃工作温差范围内选择相变潜热高、兼顾较高的固液平均比热容和相变温度高的PCMs时系统的输出性能更优越.