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作为中温有机固-液相变材料,由于赤藓糖醇相变焓很高而广受关注。为了进一步拓宽赤藓糖醇的应用范围和领域,本文以赤藓糖醇(117.42℃)为基体,采用理论计算和实验的方法开发了赤藓糖醇(E)/硫脲(TU)和赤藓糖醇(E)/木糖醇(X)两种共晶相变材料,以聚乙烯醇(PVA)为支撑材料,采用静电纺丝法制备了 E/PVA、(E-TU)/PVA和(E-X)/PVA三种相变复合纤维,并采用添加多种纳米颗粒(Si02、Ti02、A1203和Carbon)和石墨烯的方法,探索提高其导热性能。论文采用FTIR、XRD、SEM、DSC和导热性能测试等技术对复合相变材料进行结构表征和性能测试。最后,以赤藓糖醇为相变材料,采用数值模拟的方法分析了两种相变储热单元的结构和换热参数对储热单元储放热效率的影响。研究发现:E-TU和E-X共晶相变材料的相变温度(相变焓)分别为98.63℃(274.5J/g)和81.98℃(272.9 J/g)。相变复合纤维的平均直径、相变焓和导热系数都随相变材料含量的增加而增大。复合纤维中相变材料含量可达80%,并且能保持良好的形貌稳定性和热稳定性。加入纳米添加物制备的相变复合纤维,平均直径、相变温度和相变焓值随添加物含量的增加而降低。其中,添加4%纳米炭黑时,的E/PVA复合纤维其平均直径降为0.56 μm,石墨烯添加量为10%时,两种共晶复合纤维的平均直径分别降为0.59μm和0.58 μm。复合纤维最大焓值损失率为4.8%。但是复合纤维的在含4%纳米炭黑时导热系数可被提高167%,在石墨烯添加量为10%时,相变复合纤维的导热系数分别提高达312%和 260%。数值模拟结果表明圆环型相变单元内外径之比n=3时比圆柱形相变单元储热和放热完成时间分别降低了 12.5%和11.6%,储放热速率更快,效率更高。圆环外径和内径之比越小,储热效率越高。在熔化过程中,流体温度增加10℃,相变完成时间可减少13.5%,流体温度降低10℃,相变完成时间可减少9.7%。流体流速增加0.04 m/s,相变完成时间能降低6.1%,流体流速降低0.04 m/s,相变完成时间能降低4.6%,说明流体温度和流速对相变过程均有显著地影响。