文档介绍：中国工程热物理学会多相流
学术会议论文编号:096154
相变储热石蜡乳状液的制备及性能研究
邹得球 1,2,3,肖睿 1,2,3,何世辉 1,2,黄冲 1,2,董凯军 1,2,冯自平 1,2
(, 广州 510640;, 广州
510640;,北京 100039)
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摘要:相变储热石蜡乳状液是一种新型的热量储存及输送固液两相流, 在能源、化工领域有着广泛的
应用前景。本文采用了多种乳化体系,制备了相变储热石蜡乳状液。测定了相变乳状液粘度、相变点
及相变潜热, 探讨了不同关键因素对石蜡乳状液性能的影响。研究结果表明:研制的相变储热石蜡乳
状液粘度较小,输送同等热量条件下,泵的功耗仅为水的 20%,具有较高的应用价值。
关键词:石蜡乳状液,储热,相变材料,固液两相流
0 前言
石蜡具有无毒、无腐蚀性、合适的相变温度、较大相变潜热值等优良性能,其作为相变
储能材料,已有大量文献进行了报道[1-4]。由于石蜡储放热过程中发生了固液相变,相态的
变化使其应用场合受到了严重限制。为此,近年来,将石蜡乳化成粒径很小(微米级)的微
粒而分散在水中,所形成的悬浮液在相变过程宏观上始终是液态,且能通过泵输送,由于相
变过程吸收或释放潜热,因此,与水作为储热、传热介质相比,它能大大增加热量输运能力,
大幅度降低泵耗。该设想首先由日本的Hideo Inaba 提出[5],立即引起了[6]、天津大学赵镇南[7]等在该方面均做了大量研究工作,并取得了较理想
的研究成果。目前,这些成果主要应用在蓄冷方面,在蓄热方面的研究才刚刚起步,主要原
因是石蜡随着熔点升高,内聚力增强,石蜡乳化困难。本实验室提出了在电锅炉和供暖系统
中采用高熔点石蜡乳状液输送热量的设想,并初步配置了石蜡乳状液【8】。本文在上述研究
的基础上,通过优化配方,配置出了石蜡质量百分含量为 20%的石蜡乳状液,并对该石蜡
乳状液相关性能进行了测试,选取综合性能较好的乳状液作了输运经济性评价。
1 实验部分
实验原料
石蜡,工业级;非离子表面活性剂 A,化学纯;非离子表面活性剂 B,化学纯;助表面
活性剂 C,分析纯;蒸馏水,自制。
实验设备及相关测量仪器
JJ-1 型电动搅拌器、恒温水浴、两口烧瓶、DSC 示差扫描量热仪、800 型离心机、常
数毛细管粘度计。
实验方法
(1)将一定量的石蜡和非离子表面活性 A、非离子表面活性 B(助表面活性剂 C)放人
两口烧瓶中,低速搅拌,在水浴中加热使其熔化并混合均匀,同时加热至乳化温度(95℃)。
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*基金项目:国家自然科学基金-广东联合基金(U0634005),科技部 863 计划项目(2006AA05Z254),
中国科学院广州能源研究所所长创新基金(0807rc)
(2)将一定量的蒸馏水置于烧杯中,升温至乳化温度(95℃)。(3)在高速搅