太阳能热发电复合相变蓄热材料的实验研究-论文.pdf

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1、第48卷第3期西安交通大学学报Vo1．48No．32014年3月JOURNALOFXI’ANJIAOTONGUNIVERSITYMar．2014DOI：10．7652／XjtuXb201403010太阳能热发电复合相变蓄热材料的实验研究李勇，郭蓓，黄官飞，谭书鹏，河合武，宫保修一，束鹏程(1．西安交通大学能源与动力工程学院，710049，西安；2．日本揖斐电株式会社，503—8604，日本大垣)摘要：针对相变材料无机盐KNO。／NaNO。(摩尔比50／50)导热系数低，影响了蓄热系统充放热过程传热效率，制备了适用于太阳能热发电系统的无机盐／膨胀石墨复合相变

2、材料，对复合相变材料的微观结构和热物性进行了分析，并搭建充放热测试平台对相变材料分别进行了热性能研究。结果表明：复合相变材料中的无机盐均匀分布在膨胀石墨中，其相变潜热与基于复合材料中无机盐质量分数的计算值相当，添加膨胀石墨后相变材料的导热系数得到了改善；在充热过程中纯无机盐的换热方式以自然对流为主，同一蓄热单元内沿轴向上下位置温差较大，不同蓄热单元内相同位置完成充热过程所需时间从上到下依次增加，而对于无机盐／膨胀石墨复合相变材料(质量比90／10)充热过程以导热为主；与纯无机盐不同，同一蓄热单元内沿轴向上下位置温度变化趋势基本一致，不同蓄热单元相同位置完成

3、充热过程所需时间几乎没有差别。添加膨胀石墨后，相变材料的充热过程所需时间减少较小，而放热过程所需时间减少约45，传热介质流量的变化对复合相变材料充／放热过程影响较小。关键词：KN0。／NaNO。；膨胀石墨；相变材料；太阳能热发电中图分类号：TK512．4文献标志码：A文章编号：0253—987X(2014)03—0049—05ExperimentalInvestigationonPhaseChangeThermalStorageMaterialCompositeforSolarEnergyThermalPowerLIYong，GUOBei，HUANGGua

4、nfei，TANShupeng，TAKESHIKawai，SHUICHIKubo。，SHUPengcheng(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China2．IBIDENLtd．，C0．，Itd．，2-1Kanda—eho，Ogaki，Gifu503—8604，Japan)Abstract：LowthermalconductivityofinorganicsaltKNO3／NaNO3(moleratio50／50)usuallyleadstolow

5、heattransferefficiencyofthermalenergystorage(TES)system．Thusaphasechangematerial(PCM)compositewithinorganicsaltandexpandednaturalgraphite(ENG)forsolarenergythermalpowerisprepared．Themicro—structuresandthermalpropertiesareanalyzed，andanexperimentalheatcharging／dischargingsystemisse

6、tupfortestingtheheattransferperformanceofthePCM．TheresultsshowthatthesolidinorganicsaltisuniformlydistributedontheENGpowderinsidePCMcompositeandthelatentheatofPCMcompositegetsequaltothecalculationofthemassratioofinorganicsalt．ThethermalconductivityofPCMisenhancedafterinsertingENG．

7、TheheattransferinpurePCMismainlycontrolledbynaturalconvection，whichresultsinalargetemperaturedifferencefromtoptobottomalongtheaxialdirectioninthesameTESunit，andthetimeforcompletingchargingatthesamepositionsindifferentunitsincreasesfromtoptobottom．ForPCMcomposite(massratio90／10)，th

8、eheat收稿日期：2013—09—26。作者简介：李勇(1984