冷卻速度及添加物對水合鹽過冷度的影響研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展以及人口的持續(xù)增多，未來對能源的需求量將會逐年增長。由于傳統(tǒng)能源的儲量有限，太陽能等可再生能源將會逐漸替代傳統(tǒng)能源。太陽輻射量會因時間和地域的不同而發(fā)生變化，因此太陽能的需求量和供應(yīng)量通常很難達到平衡。為了更加合理的利用太陽能，就需要將其進行儲存。無機水合鹽憑借其合適的相變溫度、較高的相變潛熱及較大的儲熱密度等優(yōu)勢，已成為太陽能熱利用系統(tǒng)中最常用的儲熱材料。但在使用過程中，無機水合鹽往往會出現(xiàn)嚴重的過冷現(xiàn)象，影響材料的

2、儲熱性能。
　　本文采用步冷曲線法，研究了冷卻速度、成核劑的添加量和晶體結(jié)構(gòu)對無機水合鹽CH3COONa·3H2O和Na2HPO4·12H2O過冷度的影響，以及分別向CH3COONa·3H2O和Na2HPO4·12H2O中加入另一種水合鹽形成的混合物的過冷性能。
　　在本實驗中，試用改變恒溫溫度和冷卻環(huán)境溫度中的一個量，另一個量保持不變的方法來改變水合鹽體系的冷卻速度?？梢园l(fā)現(xiàn):恒溫溫度不變時，純CH3COONa·3H2O試

3、樣和添加有成核劑的CH3COONa·3H2O體系的冷卻環(huán)境溫度越低，冷卻速度越大，致使過冷度也越大。冷卻環(huán)境溫度不變時，只有恒溫溫度為65℃的純CH3COONa·3H2O試樣在冷卻至20℃的過程中，發(fā)生了結(jié)晶。
　　在Na2HPO4·12H2O和CH3COONa·3H2O中，加入4種不同種類的成核劑，每一種成核劑的添加量分別為0.05g、0.10g、0.15 g、0.20g、0.30g及0.40g。實驗結(jié)果表明:為有效減小水合鹽的

4、過冷度，成核劑的添加量有一個合適的范圍。4種晶體結(jié)構(gòu)不同的成核劑對Na2HPO4·12H2O和CH3COONa·3H2O的過冷現(xiàn)象有不同程度的改善。在選用的幾種成核劑中，若某一種成核劑的晶格參數(shù)中有一項更接近于水合鹽，它改善過冷的效果就優(yōu)于其他成核劑。
　　對Na2HPO4·12H2O或CH3COONa·3H2O與另一種無機水合鹽按不同質(zhì)量比例混合得到的水合鹽混合物進行熔化-凝固實驗，實驗結(jié)果表明:若混合物在冷卻過程中發(fā)生結(jié)晶，這