【摘 要】
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提高热能传递效率是实现高效利用能源的方法之一。相变微胶囊悬浮液（MPCMS）是一种新型的强化传热和储热介质,它可以有效地提高热能利用效率,被广泛的应用在诸多领域中。本文简要分析了目前对MPCMS的研究现状,通过实验探究了以正二十二烷(C22H46)为芯材的MPCMS的换热特性,根据传热学和热力学基本原理结合实验做了以下工作:首先提出了T-history方法所对应的换热模型,搭建了静态换热实验台,探
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（U1304521、51876055）； 河南省科技攻关项目（212102210242）；
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提高热能传递效率是实现高效利用能源的方法之一。相变微胶囊悬浮液（MPCMS）是一种新型的强化传热和储热介质,它可以有效地提高热能利用效率,被广泛的应用在诸多领域中。本文简要分析了目前对MPCMS的研究现状,通过实验探究了以正二十二烷(C22H46)为芯材的MPCMS的换热特性,根据传热学和热力学基本原理结合实验做了以下工作:首先提出了T-history方法所对应的换热模型,搭建了静态换热实验台,探究了5%、10%、15%和20%的MPCMS在吸热和释放热量时,其温度和等效比热容的变化情况。结果表明:相变微胶囊的相变和过冷影响着吸热、放热过程。其次,提出了多工作温度区间内动态换热模型,搭建了柱形腔体换热实验台,针对纯水与质量分数为10%、15%和20%的MPCMS在多种工作温度区间、不同搅拌速率和不同流量情况下的换热特性进行了实验探究。结果表明:在含相变温度范围的工作温度区间内,与纯水相比,MPCMS具有吸热量大、等效比热容高、换热系数小等特点。其中质量分数为20%的MPCMS出现了特殊的情况,其cps/cpwater最大值在工作温度区间为6℃时出现。最后,提出了喷淋换热模型,搭建了喷淋换热实验台,针对纯水、质量分数为10%的MPCMS与空气之间的换热特性做了实验探究。结果表明:常温常湿环境更有利于喷淋换热,在含相变温度范围的工作温度区间内,与纯水相比,喷淋MPCMS更能促进换热效果。喷淋不同大小的粒径液滴时,相变微胶囊存在的过冷对其潜热释放具有较大的影响,都展现了各自的换热效果,其中喷淋SMD=80μm的液滴时更有利于换热,利用范围更广泛。
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