石蜡/Fe3O4纳米颗粒复合相变材料在管壳式储热单元中的储/放热性能研究

作者：鲁博辉; 师志成; 张永学^*; 赵泓宇; 王梓熙

来源：储能科学与技术, 2021, 10(05): 1709-1719.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0311

• 相变储热
• 石蜡
• 纳米颗粒
• 导热系数
• 管壳式储热单元

相变储热技术凭借其储热密度高、温度波动小、成本低廉等优势在太阳能利用和余热回收等领域具有巨大应用潜力,但相变材料的低导热系数严重限制了其实际应用。为此,本文运用"两步法"制备出不同质量分数的石蜡/Fe3O4纳米颗粒高导热系数复合相变材料,对其热物性进行了综合表征,并将其与纯石蜡在管壳式储热单元中的储/放热性能进行了对比研究。研究结果表明:与纯石蜡相比,Fe3O4纳米颗粒能够有效地提高复合相变材料的导热系数;当纳米颗粒的质量分数为5%时,固态和液态导热系数分别提升了53%和79%,完全熔化和凝固时间可分别缩短29.69%和29.81%;尽管复合相变材料的储热量和放热量分别下降了5.62%和7.32%,但是储热和放热过程的(火用)效率分别提升了0.43%和3.37%;Fe3O4纳米颗粒的添加降低了储热和放热过程中的自然对流强度。

• 单位
  海南医学院; 中国石油大学（北京）