编辑: 飞翔的荷兰人 | 2013-04-02 |
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11 页 摘要:本文针对液体和粉体形式的蓄热型相变材料,介绍了激光闪光法在蓄热相变材料热扩散系数测 试中应用研究以及各种典型液体材料和相变材料的验证试验结果.根据研究文献和验证试验结果证明激光 闪光法并不是一种测量液体和相变材料热物理性能比较合适的方法,影响因素众多,测试过程繁杂,并存 在很多问题及不足,对于未知液体和相变材料的热性能测试很难保证相应的测量精度. 关键词:闪光法、相变材料,液体、粉体、热扩散系数,导热系数,储能,蓄热 1. 引言 相变材料在相变过程中吸收或者释放热量,利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存,可以解决能量供需在时 间和空间上不匹配的矛盾,有效提高能源利用效率,达到节能减排目的.利用相变材料的这一特点将其应用到建筑材 料中,吸收和储存白天进入室内的太阳辐射热避免室内温度过高,夜间释放这些热量,把室内温度控制在人体舒适温 度范围内,可降低建筑采暖和致冷的能源消耗,实现建筑节能的同时提高居住环境舒适度. 建筑用相变材料多为潜热型蓄热方式,这种方式的主要优势是在较小温度区间内具有较高的蓄热密度,它可以用 于建筑的加热和冷却,并可以与其它被动系统或主动系统配合使用. 如图 1-1 所示,在建筑中所使用的各种相变材料通常被描述为多种相变复合材料的基材,其主要目的是保持相变 材料的形状稳定或对其进行包封,特别是相变材料是液态形式时.目前国内外常用的相变复合材料基材的样品尺寸一 般从几个毫米到几个厘米直到所谓的大尺寸块状尺度,如已经被用于建筑结构中的微胶囊封装相变材料,各种非工艺 陶瓷材料,水泥或石膏板等,所用的相变材料不仅微胶囊封装了石蜡,而且还包含了浸注石蜡等形式,从而形成各种 形式的建筑用相变材料. 图1-1 液体状和粉末颗粒状相变材料 这些相变材料的热物理性能给出了这些材料和复合材料的蓄热能力,但测试评价热物理性能则并不容易,特别是 对于这些液体形状和粉末颗粒形状的相变材料而言,在采用目前传统实验室仪器进行测量时要十分小心,否则很难获 得准确的测量结果. 本文针对液体和粉体形式的蓄热型相变材料,主要介绍了激光闪光法在蓄热相变材料热扩散系数测量中的应用, 以及各种典型液体材料和相变材料的测量结果,并介绍了闪光法测试相变材料中的注意事项和存在的问题及不足. 2. 问题的提出 在激光闪光法中被测样品位于闪光灯和红外探测器之间,激光脉冲照射到样品的前表面,红外探测器测量样品背 面的温升变化.通过数学模型来处理这个温升曲线从而测得被测样品的热扩散系数,将热扩散系数与样品材料的密度 和比热容相乘得到相应的导热系数. 如图 1-1 所示液体状和粉末颗粒状蓄热相变材料,在微观尺度上由大量几十至几百微米尺度颗粒或胶囊构成,对 于十几毫米的激光闪光法测样品品宏观热性能而言则是均匀的.由此,液体状和粉末颗粒状蓄热相变材料的导热系数 上海依阳实业有限公司――www.eyoungindustry.com 第3页共