peg相变材料性能研究

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1、对于舒适降温能量存储的十四烷十六烷二元混合物相变材料液固相平衡研究（PCMs）BoHe*,ViktoriaMartin,FredrikSetterwaII瑞典，斯德哥尔摩SE-10044,皇家理工学院，能源工程部，化学工程与技术系摘要相图（平衡图）是一种描绘浓度-温度-压力在平衡状态下的化学系统关系的简便方法。储能研究和开发对相变材料（PCMs）非常重要。在本文屮，液固二相平衡tetradedcane和十六烷混合系统进彳亍了研究。十四烷和十六烷的液固相之间的热力学平衡理论，几种方法的比较：UNTFAC组贡献的方法，Won的模型和Pedersen的模型。温度一组分二相

2、图由计算已经获得到。该图说明了一个二相类质同象系统的温度最低限制。井示扫描量热法（DSC）被用来研究二和的相变变系统。DSC在不同斜率下测量，结果表明，这些混合物液化和凝固的温度变化范围取决于DSC的升温速率并且在很短的混合混合气体浓度范围内出现低温固—比峰。从DSC的研究屮可得出结论，正烷坯的二元混合物的特性要在比早期研究屮的结论复杂的多。从DSC屮得到的相图和所有信息对研究相变材料非常重要。©2003ElsevierB.V.版权所有关键词：相变材料（PCM）；液-固二相平；相图；固溶体；DSC1.介绍热能存储系统（TES）已被广泛地使用在许多工程应用屮［1］。近

3、年来，随着制冷和空调的需求越来越多的，蓄冷系统的安装也越来越多，蓄冷系统是利用相变材料（PCMs）有一个低的温度范围内和高能量密度在相变材料的熔化凝固存储能量。因此，它们的优点在于，减少了存储的量，减少了热损失并且使人更加感觉凉快的设备。石蜡大多以直链（常态）正烷gCH3-（CH2）n-CH3组成的混合物。（CH2）n的链状结品会释放出大量的热量，熔点和摩尔热熔随着链长的增加而增大。在以往的研究中，一个舒适制冷温度下的相变材料n-石蜡已经确定为十六烷和I•四烷以及它们所组成的混合物［2］。实验结果表明，这些混合物是优秀的相变候选储能材料。这个研究的H的是研究十六烷和

4、十四烷形成的液-固二相平衡和图，来确定二元体系的物理化学性质，并且提供在相变过程小所涉及的相关知识。相图（平衡图）描绘了一个化学系统处丁•平衡状态的浓度-温度-压力关系对于相变材料储能设计是非常宝贵的，因为它能够预测相变过程系统特性。Mazee［3］,Mnyukh［4］和Turner［5］所讨论的正烷坯的性质及结构，和各种烷桂同分界构的T-x相图。他们描述了在不同系统下的可能性。一个最简单的二元系统显示出单一的液相和固相状态和两个完全不混溶的组分。这三个阶段（即液体，固体1和固体2）在共结晶时会达到平衡。下一个最简单的二元混合物是两个组分完全混溶的同晶型（固液同体）

5、同时存在液相和固相。其他二元体系存在最小和（或）最人点（即共沸物），一个事实是存在较少具有理想特性的组分。从以前的实验结果［2］,我们在十四烷和十六烷二元体系中发现发现一个最低温度。在目前的研究中，在此二元体系上完成的大量研究提供了进一步的理论知识。对于十四烷和十六烷的液相和固相之间的热力学平衡理论的评佔，一些方法已经被进行比较。差示扫描量热法(DSC)已被用于实验研究二元体系的相变。从理论和实验发现，温度-组分二相图己经得到。1.相平衡理论建模•个m-组分混合物的液-固相的平衡计算的基本方程由下式给出T液体_t固体p液体_pI占I体液体—固体(1)这表示这个相在热

6、力学平衡，力学平衡中，具有一个共同的温度(T)和一个共同的压强(P)o最后，相平衡规定一个给定组分的化学反应速率(「)在每一个阶段必须是相同的［6］。函数f,逸度，在等温变化的任何纟n.件任何系统屮，无论是固体，液体或气体，纯物质的或混合物，理想物质或不是，定义为［6］：「。和璋是任意的，但是不能随意选择，当期中一个确定，另外一个使被确定。通过方程，使用逸度，一个m-组分混合物的液-固相的平衡计算方程如下,(3)和(4),下面的［7］。(4)f液体_f固体固相和液相Z间的热力学平衡方程可以写为:exp-<-Z这里，J和b是在液相和固相的活度系数，分别表示与理想混合物

7、的偏差。此外，X】是在液相中的摩尔分数，Ah是溶解焰，Tm是纯物质的熔融温度，T是系统温度。(4)式忽略了与Cp(比热液体和固体之间的差界)成正比的修正项，因为这些修正项偏小而与活度系数相比存在不确定性。从(4)式中，十四烷，V六烷，以及它们的混合物的液相和固和之间的热力学平衡理论的评估是可能的。在本次实验中，对儿个先前公布的方法进行了比较。其中一种方法是称为UNIFAC组贡献法［8］。这种方法已经发展为对非电解质液体混合物的活度系数进行估算。这个方法用于计算活度系数v严体。这里，活度系数由两部分组成：组合贡献，主要是由于分子大小和形状的不同；以及剩余贡献，主耍