新型低溫相變蓄冷材料的熱物性及應(yīng)用研究.pdf

1、可利用電網(wǎng)低谷電實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)“移峰填谷”的制冷設(shè)備及相應(yīng)的蓄冷技術(shù)成為近年來蓄能領(lǐng)域的國(guó)際性熱門課題,而目前蓄冷技術(shù)的研究和應(yīng)用主要集中在空調(diào)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外對(duì)0℃以下的低溫相變蓄冷材料及其應(yīng)用的研究還比較少。但在食品、化工、低溫物流、醫(yī)藥、啤酒等眾多行業(yè),對(duì)于0℃～-60℃溫度范圍的蓄冷有著巨大的需求。因此,進(jìn)行低溫相變蓄冷材料的基礎(chǔ)研究,測(cè)定其基本的熱物理性質(zhì),對(duì)于以后低溫蓄冷技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,顯得尤為重要。本文圍繞研制出相變溫度為0℃～-

2、60℃,相變潛熱大的低溫相變蓄冷材料系列,為蓄冷材料在低溫貯存、冷藏運(yùn)輸、工業(yè)冷源等領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并試圖將其應(yīng)用到冷庫(kù)領(lǐng)域。在實(shí)驗(yàn)研究中,探索出利用DSC繪相圖尋找共晶濃度、共晶溫度的方法,測(cè)得甲酸鈉、苯甲酸鈉、乙酸鉀、乙酸鈉等有機(jī)鹽溶液的共晶濃度、共晶溫度、相變潛熱,同時(shí)對(duì)其比熱進(jìn)行了測(cè)量。在上述研究基礎(chǔ)上,對(duì)低溫相變蓄冷材料的相變潛熱、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度,蓄冷材料的價(jià)格等方面進(jìn)行一級(jí)模糊數(shù)學(xué)綜合分析,對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),篩

3、選出綜合性能指數(shù)大,即相變溫度為0℃～-60℃,具有高相變潛熱值的有機(jī)、無機(jī)蓄冷材料。利用FLUENT軟件對(duì)間接蓄冷(蓄冷球)和直接蒸發(fā)式蓄冷(螺旋盤管)進(jìn)行數(shù)值模擬研究,得到凝固過程中不同時(shí)刻蓄冷體內(nèi)蓄冷材料的溫度場(chǎng)及固液相比例。通過比較,直接蒸發(fā)式螺旋盤管換熱效率高,在相同時(shí)間內(nèi)蓄冷能力強(qiáng),適合用于冷庫(kù)蓄冷。研究低溫相變蓄冷材料在冷庫(kù)蓄冷的方案,將綜合性能指數(shù)較高的22％wt的MgCl2溶液作為相變蓄冷材料,運(yùn)用到肉食品冷庫(kù)低溫間蓄