纳米流体相变蓄冷材料的基本特性与应用前景
相变蓄冷材料
相变蓄冷材料
相变蓄冷材料是一种能够利用相变过程来吸收或释放大量热量的材料，它在热能储存和节能利用方面具有重要的应用价值。
相变蓄冷材料的研究和应用已经成为当前热能领域的研究热点之一。
首先，相变蓄冷材料具有高效的能量储存特性。
相变蓄冷材料可以利用其相变过程中的潜热来吸收或释放大量的热量，相对于传统的热能储存材料，其储能密度更高，能够在相变过程中实现高效的能量转换，从而实现能源的高效利用。
其次，相变蓄冷材料具有良好的稳定性和可靠性。
相变蓄冷材料在相变过程中能够保持较稳定的温度，具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在不同环境条件下保持其储能性能，具有较长的使用寿命，能够满足不同领域的能量储存需求。
另外，相变蓄冷材料具有广泛的应用前景。
在建筑节能、太阳能利用、汽车空调、电子器件散热等领域，相变蓄冷材料都具有重要的应用前景。
通过将相变蓄冷材料应用于建筑节能中，可以实现建筑内部热量的储存和利用，降低建筑能耗；在太阳能利用中，可以利用相变蓄冷材料来储存太阳能，实现太阳能的持续利用；在汽车空调领域，可以利用相变蓄冷材料来提高汽车空调的能效，降低能耗；在电子器件散热中，可以利用相变蓄冷材料来提高散热效率，保护电子器件的稳定运行。
综上所述，相变蓄冷材料具有高效的能量储存特性、良好的稳定性和可靠性，以及广泛的应用前景。
随着热能领域的不断发展和创新，相变蓄冷材料必将在能源领域发挥重要作用，为能源的高效利用和节能减排做出重要贡献。
相变材料的研究及其应用前景
相变材料的研究及其应用前景随着科技的发展和人们对更高性能、更节能、更长寿命材料的需求不断提高，相变材料作为一种全新的高科技材料，引起了人们的高度关注和广泛应用。
那么相变材料是什么，它的研究现状如何，有哪些应用前景呢？本文将从这三个方面加以阐述。
一、相变材料是什么？相变材料指的是一类能够在一定温度范围内发生物理和化学变化的材料。
相变材料的显著特点是含有大量的随温度变化而发生相变的物质，它们在相变过程中能够释放或吸收大量的热量，从而实现物理和化学性能的变化。
这种材料近年来得到广泛的研究和应用，主要因为它具有低功耗、高能量密度、高速度、长寿命、低成本等优点。
二、相变材料的研究现状近年来，相变材料得到了广泛的研究，其中最具代表性的是铁电相变材料和磁相变材料。
1. 铁电相变材料：铁电相变材料是一种能够在电场和温度变化下相互转化的材料，它具有高压电效应、较高的热稳定性和高耐久性等特点。
目前，铁电相变材料主要应用于超快速操作的存储器、红外探测器、声波滤波器等领域。
2. 磁相变材料：磁相变材料是指某些磁性材料在一定温度下发生磁性转化的过程。
磁相变材料的磁性转化可以通过温度变化、应力变化、光线辐照等方法实现，具有大磁熵变、小温度梯度、高转换效率等特点。
目前，磁相变材料主要应用于储能器、制冷器、温控器等领域。
三、相变材料的应用前景相变材料由于具有独特的物理化学性质，近年来在多个领域中得到了广泛应用。
1. 光存储器：相变材料是高密度光存储器的重要组成部分，可以实现高速度、高灵敏度、低成本、高密度等特点。
2. 热调节材料：相变材料可以在一定范围内调节热平衡，实现对环境温度的调节和控制，具有广泛的应用前景。
3. 高效制冷材料：相变材料的相变能够使其在相变过程中吸收或释放大量的热量，能够实现高效制冷、制热等应用，具有巨大的市场和应用前景。
4. 环保节能材料：相变材料具有低功耗、高能量密度、高速度、长寿命、低成本等特点，适用于环保节能领域。
碳纳米管纳米流体的研究及应用
１ 纳米 流体 的制备
纳米流体 的制备是应用 纳米 颗粒来增强液 体工质传热性 能的关键一步。纳米流体不是 简单 的液一 固混合物 ， 纳米颗 在 粒 的悬浮液 中 ，由于颗粒表 面的活性使它们很 容易团聚在一 起， 形成带有若干弱连接界面的较大 团聚体。 因此， 如何使纳米
粒子均匀 、 长期稳定地分散在液体介 质中 ， 形成分散性好 、 稳定 性高 、 持久及低 团聚 的纳米流体 ， 是将纳米 流体应用于强化传 热领域的前提条件 。目前 制备 含碳 纳米管纳米流体时 ， 所用方 法有两种 ： 常用的方法是添加分散剂 ， 另一 种方法是利用化学 方法 强 酸氧化） 处理碳纳米管圆 。
张娇霞等 以碳纳米管接枝二聚 乙二醇十八胺 的方法简单 、
２ Ｏ世纪 ９ Ｏ年代 以来 ， 纳米技术得到 了迅速发展。研究人 员开始探索将 纳米 材料技术应用 于强化传热领域 。ｌ ９ ９ ５年 ， Ｃ ｏｔ 人首次提 出了纳米 流体 的概念 ： 以一定 的方式和 比 ｈ ｉ－ ｔ ｌ ￣ 即
制的泵驱动液体 回路 系统 ， 负责将舱 内热负荷通 过界 面中间换 热器传递至外循环回路， 从而实现舱内温度指标 的控制嗍 。由于 航天器所处 的空间真空、 低温 、 微重力 、 阳辐射 以及航天器内 太 环境条 件的限制 ， 使得 电子器件散热更加 困难。 此时 ， 传统 的纯 液体工质和 常规 的散 热措施难 以满足热负荷 日益增 长的航天
器热控系统的需要 。
离子 水 、 乙二醇 、 癸烯 中制成纳米流体 。当纳米碳管 为 １ｏ％ ｖ１ 时， 上述三种流体导热系数分别增加 ７ ％、２７ １ ． 即基 ． １． ０ ％、９ ％。 ６ 液 的导热系数越低 ， 纳米流体导热 系数增大的幅度越大口 】 。 陈立 飞等制备 的水基含碳 纳米管纳米 流体的导热 系数 随 着碳纳米管体积分数增加以及测试温度 的升高而提高 。 碳纳米 管含量较低 时 ， 纳米流体 的粘度低 于基 体流体粘度 ； 当碳纳米 管含 量高于一定值 时 ， 与基体流体 粘度 相 比， 纳米流体粘度会
Al_2O_3_H_2O纳米流体相变蓄冷特性研究.kdh
Fig.3 Temperature vs time curve of Al2O3-H2O nanofluids with different mass fraction
表1 水和不同质量的纳米流体的过冷度及结冰时间 Tab.1 Supercooling degree and freezing time for nanofluids
生成过程，表明纳米粒子的加入使得气体水合物快
速结晶和生长，通过此方法得到的HCFC141b气体 水合物具有生成速度快、水合率高、静态生成过程 等特点。Khanafer[11]等人建立了纳米流体在二维封 闭腔内的对流换热模型，模拟结果表明纳米流体具 有优良的对流换热性能。Khodadadi[6]等人利用数 值计算和模拟的方法研究了Cu-H2O纳米流体的相 变过程，纳米流体显示出较好的蓄/释冷特性，结 冰速率比纯水明显加快。
取四只干净的试管，分别按标号倒入去离子 水和已经配好的三种不同质量分数的Al2O3-H2O纳 米流体各40mL。在试管中心位置各布置好一个经 过标定的Ф0.1mm的铜－康铜热电偶进行温度测 量，先开启恒温浴槽使其温度降低到-15℃恒定， 然后把4个试管同时放入浴槽中进行冷却，打开电 脑采集数据，时间间隔为30s。
1.2 实验方法
1.2.1 纳米流体制备 采用两步法，将纳米Al2O3粒子直接添加到到
去离子水工质中，形成纳米粒子悬浮液，然后再添 加一定质量的SDBS分散剂，调节适当的pH值，超 声振荡30min，以获得均匀且分散性好的纳米流体 溶液,由于纳米粉体的体积难于测定，实验中根据 纳米颗粒的质量分数来表示。分别配置纳米Al2O3 质量分数为0.05%、0.1%、0.2%、1%、3%、5%的 Al2O3-H2O纳米流体待用。图1是浓度为0.1%的纳 米流体的TEM照片，从图中可以看出纳米流体的 分散性良好。
纳米相变材料
纳米相变材料的制备方法
溶胶-凝胶法
将原料溶液通过溶胶-凝胶反应 转化为凝胶，再经过干燥、热处 理等工序制备出纳米相变材料。
微乳液法
利用两种互不相溶的溶剂在表面 活性剂的作用下形成微乳液，通 过控制反应条件制备出纳米相变
• 纳米相变材料在智能调温纺织品中的应用研究：智能调温纺织品能够根据外界 环境温度自动调节纤维内部的热量流动，为穿着者提供舒适的温度环境。纳米 相变材料作为智能调温纺织品的理想材料之一，具有优异的热储存和释放性能 。科研人员针对纳米相变材料在智能调温纺织品中的应用进行了大量研究，开 发出了多种高性能的智能调温纺织品。
04 纳米相变材料的研究进展 与挑战
研究进展与成果
• 纳米相变材料在储能领域的应用研究：随着能源需求的增长，储能技术越来越 受到重视。纳米相变材料因其高能量密度和良好的循环性能，在储能领域具有 广阔的应用前景。近年来，科研人员对纳米相变材料的制备技术、性能优化以 及储能系统设计等方面进行了深入研究，取得了一系列重要的研究成果。
感谢您的观看
纳米相变材料的优势
01
02
03
高储能密度
纳米相变材料具有较高的 储能密度，能够在较小的 体积内储存大量的热量。
长寿命
相较于传统相变材料，纳 米相变材料的寿命更长， 能够保证长期使用的稳定 性和可靠性。
可控性强
通过改变纳米相变材料的 制备工艺和组分，可以实 现对相变温度和相变焓的 精确调控。
02 纳米相变材料的种类与特 性
相变材料的重要性
节能环保
相变材料在储能和温度调控方面 具有广泛应用，能够提高能源利 用效率，减少能源浪费和环境污
相变蓄冷应用前景
相变蓄冷应用前景相变蓄冷应用前景相变蓄冷是一种利用物质在相变过程中吸热或放热特性来实现热能储存的技术。
相变蓄冷具有高储能密度、长时间稳定性和环境友好等优点，因此在多个领域有着广阔的应用前景。
首先，相变蓄冷技术在建筑领域具有巨大的潜力。
传统空调系统大量消耗电能，而相变蓄冷可以利用夜间低峰电来储存冷能，白天释放冷量，实现节能减排。
例如，通过在建筑中嵌入相变材料，白天热量可被吸收并储存，晚上则释放出来，达到降低室内温度的效果。
相变蓄冷技术可以有效减少空调系统的能耗，降低对环境的影响，提高建筑能源利用效率。
其次，相变蓄冷技术在电子领域也有广泛的应用前景。
电子设备的高温运行会导致性能下降和寿命缩短，而相变蓄冷可以通过吸收热量来降低设备的工作温度，提高电子设备的稳定性和可靠性。
通过在电子芯片上使用相变材料，可以实现对高温部件的定向冷却，提高电子设备的散热效果，延长设备的使用寿命。
此外，相变蓄冷技术在食品冷链领域也具备广阔的应用前景。
食品冷链是保障食品安全和质量的重要环节，而相变蓄冷可以提供可靠的冷藏和冷冻能力。
相比传统冷链设备，相变蓄冷技术可以实现更长时间的冷藏和更低的温度波动，有效保持食品的新鲜度和品质。
此外，相变蓄冷还可以应用于远程、无电源的冷藏场景，提供冷链服务的便利性和可行性。
最后，相变蓄冷技术在可再生能源领域也展现出巨大的潜力。
可再生能源的波动性和间断性给能源供应带来了挑战，而相变蓄冷技术可以将过剩的能源转化为冷能进行储存。
通过将可再生能源与相变蓄冷技术相结合，可以实现能源的高效利用和平稳供应，推动可再生能源的大规模应用。
综上所述，相变蓄冷技术具有广泛的应用前景。
在建筑、电子、食品冷链和可再生能源等领域，相变蓄冷技术都有着重要的作用。
随着技术的不断进步和完善，相变蓄冷技术将为各个领域带来更多的创新和发展机会，为可持续发展做出重要贡献。
2024年相变材料市场前景分析
2024年相变材料市场前景分析引言相变材料是一类具有特殊性质的材料，它们能够在一定温度范围内从一个相转变为另一个相，这种相变过程伴随着特定的物理性质的改变。
相变材料在多个领域都有广泛的应用，如能量存储、智能传感器和数据存储等。
本文将对相变材料市场前景进行分析，探讨其发展潜力和市场趋势。
相变材料市场的发展潜力相变材料具有独特的特性，使其在多个市场中具有广阔的应用前景。
能源存储市场相变材料因其高能量密度和快速储能/释能速度而在能源存储领域展现出巨大的潜力。
例如，相变材料可以应用在太阳能热能收集和储存系统中，通过吸热和放热相变过程来提供持续稳定的能量输出。
智能传感器市场相变材料在智能传感器领域具有广泛的应用。
通过材料的相变特性，智能传感器可以实现对温度、湿度等环境参数的精确测量。
此外，相变材料还可以用于智能物体的标记，实现无线传感通信，提高物联网的智能化程度。
数据存储市场相变材料在数据存储市场中也有很大的潜力。
相变随机存储器（PRAM）是一种新型的非易失性存储技术，它利用了相变材料的相变特性，可以实现高速、高密度和低功耗的数据存储。
随着数据存储需求的增加，PRAM有望取代传统的存储技术，成为主流的存储方案。
相变材料市场的趋势相变材料市场正处于快速发展的阶段，以下是市场的一些主要趋势。
技术创新随着科技的进步和人们对更高性能材料的需求，相变材料市场将迎来更多的技术创新。
研究人员正在不断探索新的相变材料和改进现有材料的性能，以满足不同领域对相变材料的需求。
应用拓展目前，相变材料已经在能源存储、智能传感器和数据存储等领域有广泛应用。
随着技术的不断进步，相变材料的应用领域将进一步扩展，包括人工智能、医疗设备和可穿戴设备等。
市场竞争加剧随着相变材料市场的发展，更多的企业将进入这个领域，市场竞争将进一步加剧。
企业需要通过技术创新、产品质量和价格等方面的竞争优势来获得市场份额。
环保意识提升近年来，环保意识的提升使得可再生能源和节能技术得到广泛关注。
纳米相变材料
纳米相变材料相变材料应具有以下几个特点相变材料应具有以下几个特点：凝固熔化温度窄，相变潜热高，导热率高，比热大，凝固时无过冷或过冷度极小，化学性能稳定，室温下蒸汽压低。
此外，相变材料还需与建筑材料相容，可被吸收。
3相变储能材料的特点作为相变材料主要应满足的要求有：合乎需要的相变温度：足够大的相变潜热：性能稳定，可反复使用；相变时的膨胀收缩性小；导热性好，相变速度快；相变可逆性好，原料廉价易得等。
绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性，相变过程中存在过冷和相分离的缺点。
为防止无机物相变材料的腐蚀性。
储热系统必须采用不锈钢等特殊材料制造，从而增加了制造成本：为抑制无机物相变材料在相变过程中的过冷和相分离，需通过大量试验研究，寻求好的成核剂和稳定剂。
而有机物相变材料则热导率较低。
相变过程中的传热性能差，在实际应用中通常采用添加高热导率材料如：铜粉、铝粉或石墨等作为填充物以提高热导率。
或采用翅片管换热器，依靠换热面积的增加来提高传热性能，但这些强化传热的方法均未能解决有机相变材料热导率低的本质问题。
固一液相变材料主要优点是价格便宜，但是存在过冷和相分离现象，从而导致储能不理想：易产生泄露问题，污染环境；腐蚀性较大，封装容器价格高等缺点。
与固一液相变材料相比，固一固相变材料具有不少优点。
可以直接加T成型，不需容器盛装：固一固相变材料膨胀系数较小，相变时体积变化较小：不存在过冷和相分离现象，不需要加入(转载于: 写论文网:纳米相变材料)防过冷剂和防相分离剂；毒性很低，腐蚀性很小；无泄露问题，对环境不产生污染；组成稳定，相变可逆性好，使用寿命长：装置简单，使用方便。
固一固相变材料主要缺点是相变潜热较低，价格较高。
4 应用展望相变储能材料的开发已逐步进入实用阶段，主要用于控制反应温度、利用太阳能、储存工业反应中的余热和废热。
低温储能主要用于废热回收、太阳能储存及供暖和空调系统。
高温储能用于热机、太阳能电站、磁流体发电及人造卫星等方面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
* 国家自然科学基金资助项目 ( 20346001) ; 高等学校博士学科 点专项科研 基金资助 项目 ( 20050561017) ; 教育 部新世 纪优秀 人才 支持计划项目 ( N CET 04 0826) ; 广东省关键领域重点突破项目 ( B10 B2060090) 朱冬生 : 男 , 1964 年生 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事强化传 热 、 节能和 制冷研究及 应用 研究生 , 研究能源环境材料及节能技术 T el: 020 87114568 E mail: x tulxf@ 163. co m 李 新芳 : 通 讯联系 人 , 女 , 1979 年生 , 博士
1. 3 定形相变蓄冷材料
定形相变蓄冷材 料是由相变材料和高分子材料组成的复合 蓄冷材料 , 相变材料一般为石蜡 ( 作芯材 ) , 高分子材料一般为高 密度聚乙烯 ( H DPE) , 具 有比 石蜡较 高的 熔点 ( 作 囊材 , 即 定形 材料 ) 。把这两种材料在 较 高温 度下 融 化并 搅拌 , 使之 均匀 混 合 , 然后冷却 , H DP E 首先固化 , 形成封闭球面 , 石蜡便被封在其 中。在释冷过程中 , 当石蜡融化时 , 由于 HDP E 的密 封作用 , 这 种丸粒保持原形 , 液态石蜡不会向外泄漏。 与普通固 液相 变蓄 冷材料相比 , 定形相变蓄冷材料无需封装使用 , 直接与工作流体 接触 , 减小了管壁的传热热阻 , 有利于相 变蓄冷材料与传热流体 间的换热。 在定形相变材料 的性能和应用研究方面 , 日本冈山大学 In aba[ 17] 进行了系统的研究 , 研 制了相 变温 度为 50 ! 左 右的 定形 相变材料 , 分析了 其热 物性 并研 究了 其应 用方 式和 应用 领域。 华南理工大学龚克 成等 [ 18~ 20] 在 定形相 变材料 导热系 数改 善方 面取得了丰富成果。张寅平等 [ 21] 开展了 定形相变 材料的研制、 热物性和应用 研究 , 取得 了初步 成果 , 制 备出相 变温 度为 50 ! 左右的定形相变材料 , 并讨论了不同高分子材料、 不同熔点的石 蜡和不同掺混比例对 定形相变材料热物性的影响。
动性 , 可以用较少的泵功输送大量的冷能 , 从而达到有效存储和 节能的目的。 本文综述了相变 蓄冷材料的最新进展和纳米流体传热特性 的研究现状 , 提出了纳米 流体相 变蓄 冷技术 , 并 对它 的技 术优 势和潜在的应用前景 进行了展望和分析。
1 相变蓄冷材料的最新进展
近年来相变蓄冷 材料的研 究十分 活跃 , 一是由 于世界 各国 能源政策的调整和对 节能的日 益重视 , 二是 由于材 料科学 的发 展提供了强大的技术支持。目前相变蓄 冷材料的研究焦点集中 在新型蓄冷材料的开 发及其热 物性的 研究方面 , 下 面将简 单阐 述。
Abstract T he f undamental pr operties and latest prog ress of the phase chang e material for co ld sto rag e, such as gas hydrate, functionally ther mal fluid and shapely phase chang e sto rag e mater ial, are intr oduced in this paper, and
1. 2 功能热流体
在普通蓄冷流体中混入 性能稳 定的微米 级相变 材料 , 则构 成了功能热流体。其特点是 : 功能 热流体 将传热 流体和 蓄冷流 体合二为一 , 输送管道可作为蓄冷槽的一部分 ; 与普通单相传热 流体相比 , 该类流体具有很大的表观比热容 , 用作冷量输运介质 可明显降低所需流量 , 大大减 小输运 功耗和 管道尺寸。 功能热 流体作为一种新型蓄冷、 传热材料 , 其理论和应用研究在发达国 家方兴未艾 , 潜在应 用领域很广 , 主要 集中在建 筑物供暖、 热水 供应、 空调系统及其他蓄能领域 , 这是最值得我国蓄能领域研究 者关注的一个方向。功能热流体主要有相变微胶囊和相变微乳 液两类。
1. 1 气体水合物
20 世纪 80 年代后 期 , 人 们对 制冷 剂气体 水合 物在 空调 蓄 冷中的应用技术和气 体水合物 的特性 进行了一 些研究 , 早 期的 研究主要是 R11 和 R12 的水合物。由 于 R11 和 R12 是典 型的 大气臭氧层破坏物质 , 受到 严格 的限 制 , 因此新 型 CF C 替 代制 冷剂气体水合物成为 当前研究的重点。
纳米流体相变蓄冷材料的基本特性与应用前景/ 朱冬生等
∀ 87 ∀
纳米流体相变蓄冷材料的基本特性与应用前景*
朱冬生, 李新芳, 汪 南, 王先菊
( 华南理工大学化工与能源 学院传热强化与过程节能教育部重点实验室 , 广州 510641) 摘要 概述了相变蓄冷材料 , 包 括气体水合物 、 功能热流体和定形相变蓄冷材料等的 基本特性和最新进展 。 介
ZH U Dong sheng, L I Xinfang, W ANG Nan, W ANG Xianju
( Key Lab of Enhanced H eat T ransfer and Ener gy Conser vation of M inistr y o f Educat ion, Schoo l of Chemical Eng ineer ing and Energ y, South China U niv er sity of T echno lo gy , Guangzhou 510641)
∀ 88 ∀
材料导报
2007 年 4 月第 21 卷第 4 期
在基础研究方面 , 中科 院广州 能源所 研究了 单元气体 化合 物 R134a、 R152a、 R141b 以及混 合气体水 合物 R134a/ R141b 和 R152a/ R141b 的生成过程和相平衡 特性 [ 8~ 11] , 最 近又开 展了磁 场、 超声波对气体水合 物生长 过程影 响的机 理研究。天 津大学 王怀信等 [ 12] 在统计热力学的 基础上 , 对气体 水合物的 生成条件 进行了 理论 计算 , 研 究了 二元 物系 H FC125/ H FC152a 的 热力 学性质 , 对三元混合物 H FC32/ H F C143a/ H FC134a 和 H FC32/ HF C125/ H FC152a 在标准状况下 进行 了理 论制 冷循 环性 能分 析 , 认为两物系在一定组成下 具有与 H CFC22 相 近的热 力学性 质和循环性能。实际应用方 面 , 广 州能源 所和低 温技术 实验中 心共同研制了一套内置换热、 外置促晶的蓄冷系统 , 并对其蓄冷 过程展开了系统的研 究。华 南理工 大学 王世平 等 [ 13] 参照 国外 的系统搭建了一套内置换热 器静态 气体水 合物蓄冷 实验装 置 , 详细观察了 R134a、 R141b、 R142b 气体 水合物 的生 成和分 解过 程 , 并研究了醇类添加剂的 加入对 水合物 生成过 程和导 热系数 的影响。中科院低温中心则 在可视 化蓄冷 过程、 强化传 热技术 和导热系 数 测 试 等 方 面 展 开 了研 究。 重 庆 大学 的 童 明 伟 教 授 [ 14] 提出了一种采用引射器 的气体水合物蓄冷 技术 , 利用引射 器引射制冷剂液体 , 使其在混合腔中气化并与水充分混 合 , 以达 到加快水合物生成速度 的目的。实 验表明 , 该系 统能有 效地减 小结晶过冷度 , 缩短诱导时间。
the resea rch status of the heat transfer pro per ties of nanofluids are discussed in deta il. Cold sto rag e technolog y o f the phase change nanofluid is pr esented, and analy sis and for ecast of its technical superio rity and potentia l applicat ion of the nanofluid ar e made.
绍了纳米流体传热特性的研究现状 , 提出了纳米 流体相变蓄冷技术 , 并对它的技术优势和潜在的应用 前景做了展望和 分析 。 关键词 纳米流体 相变材料 蓄冷技术 传热特性 中图分类号 : T K124 文献标识码 : A
Fundamental Properties and Application Prospect of the Phase Change Nanofluid as a Cold Storage Material
教授提出来的 , 采用复合表面活性剂将水和液体相变材料 ( 一般 为正十四烷 ) 乳化 形成 均匀 稳定 的乳 状液 , 在 常温 下呈 浓牛 奶 状。其中水为连续相 , 为传 热流体 ; 正十 四烷 ( 石蜡 ) 为 分散相 , 与水不相溶 , 是一种固 液 相变蓄 冷材 料 , 在微乳 液中 起蓄 冷流 体兼传热流体的作用。蓄冷时微乳液中 的液滴状正十四烷凝固 成粒径 1~ 5 m 的细微颗粒 , 将冷量储存 起来 , 但微乳液整 体仍 保持流动性 , 其状态似泥浆 , 因此有些文 献也称其为泥浆型相变 蓄冷介质。表面活性剂 的作用 是防止 细微石 蜡颗粒 间的聚集 , 通常采用非离子型 聚乙 烯 乙二醇 , 随 着表 面活性 剂量 的增加 , 石蜡颗粒直径将减小。天津大学赵镇南 教授和日本岗山大学的 Inaba 等 [ 16] 采用 正十四 烷、 水及表面 活性剂 合成的 相变微 乳液 的蓄冷密度明显高于 水的显热 蓄冷系 统 , 因 而能较 大幅度 地缩 短输送管道的尺寸。且 相变后 有一定 的流动 性 , 避 免了一 般固 液相变储冷介质凝固 后只依靠 冰层纯 导热进行 换热的 弱点 , 因 此对冷负荷变 化的适 应性 好。正十 四烷 ( C14 H 30 ) 的熔 点为 5. 8 ! , 相变潜热为 230kJ/ kg, 大 约相当 于水 的 68% , 与 水配 制成 的乳状液经多次反复 试验具有 良好的 稳定性 , 可望 用于空 调系 统中代anofluid, phase change mater ials, cold stor age techno lo gy , heat transfer pro per ties 稳定。动态蓄冰系统和水 / 油蓄冷系统中 , 由于蓄冷材料具有流