微纳米碳石蜡基复合材料的传热蓄热性能研究

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1、中图分类号UDCTK02500硕士学位论文学校代码!Q至三三密级垒珏微纳米碳／石蜡基复合材料的传热蓄热性能研究Researchonheattransferandstoragepropertiesofmicroandnanocartoonmaterial／paraffincomposites1-●J一一●作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期丝堡：盍!万周文动力工程及工程热物理动力工程能源科学与工程学院孙志强副教授答辩委员会主席中南大学2013年05月原创性声明lYllllllll2111141111111201111

2、118Ill

3、ll911311111Y2421893本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它

4、手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：垒堕年』月三日微纳米碳／石蜡基复合材料的传热蓄热性能研究摘要：相变蓄热技术能够在很大程度上解决能源利用过程中存在的时一空不匹配矛盾，提高能源利用效率。相比于其他形式的相变蓄热技术，固一液相变的综合性能突出，利用潜热可蓄积更多的能量，且相变过程中材料体积变化甚小。然而，大多数固一液相变材料热导率较低，传热性能欠佳，极大地制约了固一液相变蓄热技术的应用。为了强化固一液相变材料的传热蓄热性能，提高其热导率尤为关键。在提高相变材料热

5、导率的诸多方式中，添加高导热低密度材料能达到“强传热保蓄热”的目的，因此本文选取微纳米碳材料作为添加剂。本文首先制备了两种微纳米碳／石蜡复合材料(单壁碳纳米管／石蜡复合材料和石墨烯／石蜡复合材料)，然后测试了表面形貌和关键热物性参数，接着完成了动态热响应实验，最后提出了适用于单壁碳纳米管／石蜡复合材料的有效导热率计算模型。主要完成的工作如下：(1)在不添加分散剂的情况下，采用熔融共混和超声分散的方法制各了微纳米碳／石蜡复合材料，并通过SEM技术对其进行表观形貌表征，结果表明，复合材料悬浮稳定且分布均匀。(2)运用热传导分析技术和DSC技术测试了复合材料的热导率

6、、熔点和相变潜热等关键热物性参数，并分析了微纳米碳种类和占比对上述参数的影响。(3)搭建了动态热响应实验平台，以复合材料热响应速度为研究参数，分析了微纳米碳种类、占比和热源温度等对上述参数的影响。(4)提出一次多项式形式的空间分布函数，由此得到单壁碳纳米管／石蜡复合材料有效热导率计算模型，且该模型计算值与实验数据比较符合：同时分析了分布函数形式和单壁碳纳米管热导率对上述计算模型的影响。图42幅，表4个，参考文献58篇关键词：微纳米碳；石蜡；复合材料；热物性；热响应；计算模型分类号：TK02IIResearchonheattransferandstoragepr

7、opertiesofmicroandnanocarbonmaterial／paraffincompositesAbstract：Toalargeextent，phasechangeheatstoragetechnologycouldsolvetheproblemofmatchingenergyintimeandspaceduringtheprogressofutilizationandimproveenergyefficiency．Bycontrastwithotherphasechangestoragetechnologies，solidliquidphas

8、echangehadoutstandingproperties，highlatentheatandsmallvolumechangeduringthephasechangeprogress．However，mostofthesolid—liquidphasechangematerialshadlowthermalconductivityandpoorheattransferproperty,leadingtotheundueheatstorageandrelease．Asaresult，thethermalconductivityimprovementofth

9、ephase-changemateri