貯熱相變材料ppt課件(參考版)
2025-05-06 18:25本頁面
【正文】 60 蓄熱（冷）相變材料的選擇原則 ? 外部因素 ? 確定應(yīng)用的環(huán)境 ? 選擇適合的溫度材料 ? 換熱器類型 ? 熱物性 ? 高儲熱 ? 高導(dǎo)熱系數(shù) ? 結(jié)晶或熔化迅速 ? 低蒸汽壓 ? 密度高 ? 體積變化小 61 蓄熱（冷）相變材料的選擇原則 ? 經(jīng)濟(jì)安全 ? 穩(wěn)定性 ? 無毒 ? 來源廣泛，價格便宜 62 謝謝！ 。但這類材料中，相變材料所占的比例有限（一般小于 30%），因此其貯熱能力也很有限。 定形相變材料 59 定形相變材料 ? 第二類定形相變材料實質(zhì)上是一類混合相變材料 ，即將低熔點的相變材料散布在熔點較高的支撐材料之中，只要運行溫度不高于支撐材料所能承受的溫度，這種材料即可維持在固體狀態(tài)。文獻(xiàn)報導(dǎo)了一種硅交聯(lián)的定形高聚物，其潛熱約 300kJ/kg。 有機(jī)類相變材料 58 ? 定形相變材料按其定形相變的機(jī)理可分成兩大類：固 固相變材料和固液相變材料。這類相變材料的缺點是導(dǎo)熱系數(shù)較小，密度小，單位體積貯熱能力不大。 57 ? 有機(jī)類相變材料主要包括石蠟、酯酸及多元醇。低共熔混合物具有和純凈物一樣明顯的融點 —共晶點，在可逆的固 液相變中始終保持相同的成分。 ? 析晶和過冷現(xiàn)象長期以來一直是水合鹽類相變貯熱技術(shù)需要解決的最主要的難題。 ? 所謂析晶是指經(jīng)加熱 冷卻循環(huán)后鹽與水的分離現(xiàn)象，這使得相變材料的潛熱迅速衰退。相變材料凝固前的過冷狀態(tài)是物質(zhì)結(jié)構(gòu)亞穩(wěn)狀態(tài) ,這一狀態(tài)實際上是相變物質(zhì)結(jié)晶前的冷量儲備過程。 ? Telles M. Thermal storage in salthyrates. Solar Materials Science. Academic Press. 1980: 377404. ? 結(jié)晶水合鹽是中常溫相變貯能中最常用的一大類相變材料，其特點是：使用范圍廣、價格便宜、導(dǎo)熱系數(shù)與相變潛熱較大、密度大、單位體積貯熱量大。對一些存在過冷現(xiàn)象的鹽類相變材料，找成核劑是非常重要的環(huán)節(jié)。 ? 阻滯聚集 ? 成核劑（ nucleation） ? 對于一些相變材料，在相變材料處于不穩(wěn)定的液態(tài)時，一些微粒（晶粒）的存在會導(dǎo)致大晶粒的形成和生長，從而使液體凝固，這些微粒就叫核（ nuclei）。增稠劑也能阻止成核劑沉淀。這以后，只有溶液中的鹽才結(jié)晶，把無水鹽留在底部。 這些鹽的溶解度不夠高，不能使鹽全部溶解在其釋放的結(jié)晶水里。 ? 水的過冷度為 5℃ 到 6℃ 。 50 ? 過冷（ supercooling） ? 液體被冷卻到熔點以下未形成任何固相的現(xiàn)象叫過冷。T]， 223。 ? 該物質(zhì)易溶于水，吸濕與蒸汽壓有關(guān)，溶液的蒸汽壓低于純水的蒸汽壓，濃鹽水和稀鹽水，（吸收式制冷） 。 ? 吸濕（ hygroscopic） ? 物質(zhì)吸收并保持環(huán)境中的水分的特性。 蒸汽壓隨溫度升高而升高。 兩者不一定相等。 低共熔混合物具有和純凈物一樣明顯的熔點 —共晶點（ eutectic point），在可逆的固 液相變中始終保持相同的成分。 ? 傷害皮膚、血液、粘膜等多種組織器官。 46 ? 腐蝕性（ corrosion） ? 指金屬與環(huán)境或其它材料發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)。 晶體的長程有序結(jié)構(gòu)使其內(nèi)能處于最低狀態(tài) ，而非晶態(tài)固體由于長程無序而使其內(nèi)能并不處于最低狀態(tài) ，故非晶態(tài)固體是屬于亞穩(wěn)相，向晶態(tài)轉(zhuǎn)化時會放出能量。 非晶態(tài)固體宏觀上表現(xiàn)為各向同性，熔解時無明顯的熔點，只是隨溫度的升高而逐漸軟化，粘滯性減小，并逐漸過渡到液態(tài)。準(zhǔn)晶態(tài)的出現(xiàn)引起國際上高度重視，很快就在其他一些合金系中也發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)晶，除了 5次對稱，、還有 8， 10， 12次對稱軸，在準(zhǔn)晶的結(jié)構(gòu)分析和有關(guān)理論研究中都有了進(jìn)展。 ? 近年來由于材料制備技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了不符合晶體的對稱條件，但呈一定的周期性有序排列的類似于晶態(tài)的固體 , 1984年Shechtman等首先報道了他們在快冷 A186Mn14合金中發(fā)現(xiàn)具有 5次對稱軸的結(jié)構(gòu)。 44 晶態(tài) ? 經(jīng)典的固體理論將固體物質(zhì)按其原子聚集狀態(tài)分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩種類型。這類 PCM不象晶體狀固體那樣有明顯的相變溫度，玻璃、凡士林為典型例子。 ? 多晶現(xiàn)象（ polymorphism） ? 兩種或兩種以上的晶體同時存在的現(xiàn)象 。（固體溶液） ? 在任何情況下把這兩個組元熔在一起，冷卻下來還是二者的混合物 ? 附表 102 貯冷共晶混合物物性表 ? 附表 71 有機(jī)、無機(jī)低共熔混合物相變物性表 ? 附表 72 低共熔混合物物性表 ? 附表 73低共熔混合物組成、相變溫度一覽表 35 附表 71 有機(jī)、無機(jī)低共熔混合物相變物性表 材料名稱 熔點 熔解熱 CaCl2+NaCl+KCl+H2O 48%+%+%+% Ca(NO3)+Mg(NO3) 67%+33% Mg(NO3)+ %+ Mg(NO3)+Al(NO3) 53%+47% Mg(NO3)+NH4NO3 136 148 36 附表 72 低共熔混合物相變物性表 材料名稱 成分 (mole%) 共晶點溫度 比熱 固 液 熔解熱 計算實測 密度 LiNO3NH4NO3NH4Cl LiNO3NH4NO3NaNO3 LiNO3NH4NO3KNO3 Mg(NO3) Mg(NO3)
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