【摘 要】
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随着人们对能源的需求量不断增加,化石能源带来的环境问题的日益突出。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,但是由于太阳能的间歇性利用对其应用有一定限制。相变储热在热能储存中占有一定的优势,采用相变流体作为纳米流体的基液制备形成的相变纳米流体,具有高导热以及高储热的优良性能,在太阳能热系统应用中具有巨大潜力。本文介绍了相变纳米流体的制备方法以及性能研究,并且探究了相变纳米流体的集热温升规律。首先通
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目; 内蒙古自然科学基金资助项目;
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随着人们对能源的需求量不断增加,化石能源带来的环境问题的日益突出。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,但是由于太阳能的间歇性利用对其应用有一定限制。相变储热在热能储存中占有一定的优势,采用相变流体作为纳米流体的基液制备形成的相变纳米流体,具有高导热以及高储热的优良性能,在太阳能热系统应用中具有巨大潜力。本文介绍了相变纳米流体的制备方法以及性能研究,并且探究了相变纳米流体的集热温升规律。首先通过相转变乳化法制备相变流体,对复合乳化剂中乳化剂MOA-3PK与乳化剂S-185质量比、石蜡与复合乳化剂质量比以及不同乳化时间对相变流体粒径、粘度以及相变循环稳定性的影响进行了研究。接着对不同含量石蜡相变流体的粒径、粘度、相变循环稳定性以及热物性进行测试,分析了不同含量石蜡对相变流体性能的影响规律。综合分析,选用具有良好性能复合乳化剂MOA-3PK:S-185=1:2、复合乳化剂的含量与石蜡的含量为7:30,乳化时间为30 min或40 min,石蜡含量为15wt%相变流体作为相变纳米流体的基液。其次在制备的相变流体中添加了ZnO纳米颗粒,形成相变纳米流体,添加分散剂能够使ZnO纳米颗粒很好地分散到相变流体当中形成稳定的相变纳米流体,因此探究了不同种类分散剂、不同含量分散剂以及不同含量ZnO纳米颗粒对相变纳米流体热物性、稳定性以及粘度的影响规律。综合来看,添加分散剂CTAB含量为0.3 wt%,纳米颗粒含量为0.2 wt%时,相变纳米流体性能最好。搭建闷晒实验台架,采用相变纳米流体作为集热工质进行闷晒实验,基于模拟太阳总辐照度、测温点温度及相关基础数据,研究太阳总辐照度、分散剂种类、分散剂含量及纳米流体含量对相变纳米流体吸热特性及集热性能的影响规律。随着太阳总辐照度的增加,相变纳米流体的集热效率最大值为45.22%,对应太阳总辐照度为550W/m2,分散剂CTAB含量为0.3wt%,纳米颗粒含量为0.2wt%的相变纳米流体的集热温升性能最好。
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