儲熱材料及套用

《儲熱材料及套用》是2022年化學工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：儲熱材料及套用
• 作者：張正國,方曉明,凌子夜
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2022年
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787122396129

內容簡介

《儲熱材料及套用》是“先進化工材料關鍵技術叢書”的一個分冊。

儲熱技術是指以儲熱材料為介質將熱能儲存並在適當時候予以釋放和利用的技術，在太陽能熱利用、工業與建築節能、電子器件及動力電池熱管理以及軍事和民用領域具有廣泛的套用前景。儲熱材料作為其關鍵介質，是儲熱技術套用的核心。本書以相變儲熱材料為重點，介紹了高性能相變儲熱材料的製備、熱物性調控及其相關套用技術。共分為儲熱材料製備和儲熱材料套用上下兩篇共12章。內容包括：緒論、有機/無機定形複合相變材料、無機/無機定形複合相變材料、有機/聚合物定形複合相變材料、複合相變材料的導熱係數模型、相變微膠囊與相變料漿、相變材料乳液、儲熱材料在建築節能領域的套用、儲熱材料在動力電池熱管理領域的套用、儲熱材料在電子散熱及熱防護系統的套用、儲熱材料在生物醫療領域中的套用、儲熱器在熱泵及太陽能領域的套用。

《儲熱材料及套用》可供化工、能源及材料等專業領域的科研與工程技術人員閱讀，也可供高等學校相關專業師生參考。

作者簡介

張正國，二級教授、博士研究生導師，華南理工大學化工學院院長。1990年畢業於成都科技大學，1993年和1996年分別在華南理工大學獲碩士和博士學位，並留校工作。2002~2003年日本九州大學訪問學者，2005年在日本北海道大學從事訪問研究。中國化工學會儲能專業委員會副主任委員，廣東省化工學會副理事長，廣東省熱能高效儲存與利用工程技術中心主任。主要從事熱能高效儲存與利用的研究，先後主持863計畫項目，國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金面上項目、廣東省自然科學基金團隊項目、廣東省套用型科技研發專項及企業合作項目近50項，在能源、化工領域主流國際學術期刊發表SCI收錄論文110多篇，其中10篇論文入選ESI高被引論文，多項技術在工業和軍工上獲得推廣和套用，獲教育部及廣東省科技獎勵二等獎4項。

目 錄

第一章 緒論 001

第一節 儲熱材料的性能要求 003

第二節 顯熱儲熱技術與材料 004

一、顯熱儲熱原理 004

二、顯熱儲熱材料及其套用 004

三、顯熱儲熱技術的優缺點 008

第三節 相變儲熱技術與材料 008

一、相變儲熱原理 008

二、相變材料的關鍵物性參數 010

三、相變材料的種類及其優缺點 011

四、相變儲熱技術的優勢及其套用領域 021

第四節 化學反應儲熱技術與材料 022

一、化學反應儲熱原理 022

二、化學反應儲熱材料 023

第五節 儲熱技術對比及相變儲熱材料發展趨勢 025

一、三種儲熱技術對比 025

二、相變儲熱材料發展趨勢 026

參考文獻 027

上篇 儲熱材料製備

第二章 有機/無機定形複合相變材料 031

節 定形複合相變材料的製備方法概述 032

第二節 二氧化矽基定形複合相變材料 033

一、RT28/氣相二氧化矽複合相變材料 033

二、蓄冷用十二烷/疏水型氣相二氧化矽複合相變材料 035

三、癸酸-棕櫚酸-硬脂酸三元共晶混合物/納米二氧化矽複合相變材料 037

第三節 膨潤土基定形複合相變材料 037

第四節 膨脹石墨基定形複合相變材料 039

一、石蠟/膨脹石墨複合相變材料 039

二、癸二酸/膨脹石墨複合相變材料 041

三、甘露醇/膨脹石墨複合相變材料 042

四、導熱係數增強型有機/膨脹石墨複合相變材料 043

參考文獻 046

第三章 無機/無機定形複合相變材料 049

節 水合無機鹽的定形複合相變材料 050

一、水合無機鹽/改性膨脹石墨定形複合相變材料 050

二、水合無機鹽/膨脹珍珠岩定形複合相變材料 056

三、光固化聚合物包覆的水合無機鹽定形複合相變材料 060

四、膠黏劑封裝的水合無機鹽/氮化碳定形複合相變材料 063

第二節 熔鹽的定形複合相變材料 067

一、LiNO3-KCl/膨脹石墨複合相變材料及熱物性和腐蝕性 067

二、新工藝製備膨脹率低且均勻性好的熔鹽/膨脹石墨複合相變塊體材料 071

三、高導熱係數MgCl2-KCl/膨脹石墨/石墨紙複合相變塊體材料 075

第三節 金屬合金的定形複合相變材料 078

一、金屬合金的定形複合相變材料概述 079

二、低熔點金屬/膨脹石墨定形複合相變材料 080

參考文獻 087

第四章 有機/聚合物定形複合相變材料 089

節 有機/聚合物定形複合相變材料概述 090

第二節 氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物基複合相變材料 092

一、石蠟/SEBS複合相變塊 092

二、溫致變色OP10E/SEBS複合相變油凝膠 095

第三節 中空纖維基複合相變材料 100

參考文獻 103

第五章 複合相變材料的導熱係數模型 105

節 分形計算模型 106

一、分形模型基本參數 107

二、A型分形結構單元 110

三、B型分形結構單元 115

四、分形單元的特徵參數對預測值的影響 118

五、分形單元的構造形式對預測值的影響 119

六、分形模型可靠性驗證 120

第二節 高度簡潔的各向同性雙參數模型 122

一、傳統多組分材料導熱係數模型 122

二、雙參數各向同性導熱係數模型 123

第三節 基於控制熱阻的各向異性模型 126

參考文獻 130

第六章 相變微膠囊與相變料漿 133

節 相變微膠囊的製備方法 134

一、原位聚合法 135

二、界面聚合法 135

三、復凝聚法 136

四、溶膠-凝膠法 137

第二節 納米石墨改性聚合物壁相變微膠囊及其料漿 138

一、相變微膠囊形貌與熱物性 139

二、離子液體基相變料漿的熱物性 140

三、離子液體基相變料漿的集熱性能 141

第三節 氧化石墨烯修飾纖維素壁相變微膠囊及其料漿 144

一、纖維素自組裝法合成相變微膠囊的原理與工藝 144

二、氧化石墨烯改性纖維素壁相變微膠囊的形貌和熱物性 145

三、相變料漿的熱物性和光熱轉化性能 147

第四節 氧化石墨烯改性二氧化矽殼相變微膠囊及其料漿 150

一、二氧化矽殼相變微膠囊的製備原理及工藝 150

二、氧化石墨烯改性二氧化矽殼相變微膠囊的形貌與熱物性 151

三、改性二氧化矽殼相變微膠囊料漿的熱物性和套用性能 153

第五節 納米相變膠囊的製備及其漿料 155

一、聚苯乙烯壁納米相變膠囊的製備及其漿料 156

二、聚合物-無機雙殼層納米相變膠囊的製備及其料漿 158

參考文獻 161

第七章 相變材料乳液 165

節 相變乳液用作傳熱流體存在問題分析 166

一、穩定性差 166

二、過冷度大 168

三、導熱係數低 171

第二節 採用高分子型複合乳化劑製備穩定性好且過冷度低的相變乳液 172

一、製備工藝最佳化 172

二、相變乳液的穩定性、熱物性和流變特性 176

三、相變乳液的泵送功率分析 180

第三節 兼具導熱係數和光熱轉化性能提升的納米石墨改性相變材料乳液 182

一、納米石墨改性石蠟相變乳液的製備及其特性 182

二、納米石墨改性石蠟相變乳液光熱轉化性能的最佳化 187

第四節 用於蓄冷的納米石墨改性OP10E相變乳液 195

一、納米石墨改性OP10E相變乳液的形貌與蓄冷特性 195

二、納米石墨改性OP10E相變乳液的熱可靠性和黏度 198

第五節 納米相變乳液 199

一、納米相變乳液的特性 199

二、超聲乳化法製備OP28E納米相變乳液 201

三、無過冷的納米相變乳液 204

參考文獻 207

下篇 儲熱材料套用

第八章 儲熱材料在建築節能領域的套用 213

節 用於建築圍護結構實現被動式建築節能 214

一、相變牆體及室內吊頂 215

二、相變隔熱屋頂 221

三、熱反射塗層與相變材料協同的新型建築圍護結構 226

第二節 與暖通設備相結合實現主動建築節能 230

一、與新風系統結合的相變節能系統 230

二、與地板採暖相結合的相變儲熱系統 232

第三節 被動與主動相結合實現建築節能 241

一、具有通風系統的相變儲能建築圍護結構實驗研究 241

二、具有通風腔的相變儲能建築圍護結構模擬最佳化 244

參考文獻 246

第九章 儲熱材料在動力電池熱管理領域的套用 249

節 相變儲熱式電池冷卻系統 251

一、膨脹石墨基複合相變材料套用於電池被動式冷卻 251

二、強制空冷-膨脹石墨基複合相變材料耦合式電池冷卻 253

三、強制液冷-相變材料耦合式電池冷卻 257

四、相變乳液電池液體冷卻 261

第二節 相變儲熱式電池保溫加熱系統 264

一、電池保溫系統 264

二、被動式加熱系統 267

三、主動式加熱系統 271

第三節 相變傳熱模型及在電池熱管理系統中的套用 274

一、有限元分析法 275

二、等效電路模型 284

參考文獻 292

第十章 儲熱材料在電子散熱及熱防護系統的套用 295

節 有機相變材料散熱系統 296

一、間歇式發熱器件的相變散熱結構 297

二、散熱系統性能分析 301

第二節 金屬相變材料散熱系統 305

一、脈衝式發熱器件的相變散熱系統結構 306

二、散熱系統性能分析 309

第三節 無機相變-熱化學雙功能儲熱材料的熱防護系統 312

一、無機水合鹽的阻燃性及其潛熱-化學協同儲熱特性 313

二、水合鹽相變材料在電池外短路條件下的防護作用 316

三、水合鹽相變材料在電池熱失控發生時的防護作用 318

第四節 黑匣子熱化學儲熱式防護系統 322

一、硼酸的熱分解特性及其熱防護結構設計 323

二、不同熱防護結構性能對比 325

三、熱反射-儲熱-隔熱協同的熱防護系統原理分析 328

參考文獻 329

第十一章 儲熱材料在生物醫療領域的套用 331

節 藥物控制釋放 333

一、相變藥物釋放體系原理 333

二、藥物釋放特性 336

第二節 熱療醫用器材 339

一、熱療口罩 339

二、熱療鼻貼 345

三、降溫頭套 347

第三節 冷鏈運輸 351

參考文獻 355

第十二章 儲熱器在熱泵、太陽能領域的套用 357

節 熱泵熱水儲熱器 358

一、管殼式儲熱器 360

二、枕形板儲熱器 376

三、套管式儲熱器 380

第二節 熱泵化霜儲熱器 385

第三節 太陽能熱水系統儲熱器 387

一、平板式太陽能相變集熱器 388

二、螺旋盤管式太陽能儲熱器及熱水系統 390

參考文獻 398

索引 400