纳米颗粒强化相变流体传热性能的研究进展

相变流体是一种具有高载热密度的传热工质，但传热性能有待进一步提高。在相变流体中引入能显著提高流体传热性能的纳米颗粒是近年来兴起的研究课题。综述了纳米颗粒在微胶囊相变流体中强化传热性能的研究进展。结合笔者所在实验室的研究成果，介绍了纳米颗粒在相变乳状液方面的传热强化效果，最后提出了下一步工作的重点

石蜡乳状液潜热输送材料的研究进展

石蜡乳状液潜热输送材料是由相变石蜡与水乳化而成的悬浮液,具有较大的热容,能量储存密度及输送密度远高于相同温差下的水,因此可以使循环流量大幅降低,从而降低循环能耗,实现节能。根据相变石蜡材料及应用背景不同,分别综述了低温石蜡乳状液潜热输送材料、高温石蜡乳状液潜热输送材料的研究现状。指出了石蜡乳状液潜热输送材料在导热性能和稳定性等方面存在的共性问题,并探讨了解决措施：纳米颗粒强化传热是提高其导热性能的有效方法,研制纳米级相变石蜡微乳液是提高稳定性的有效途径

石蜡乳状液高温潜热输送材料的传热特性

石蜡乳状液高温潜热输送材料是一种在80-90℃之间存在相变的流体。由于相变潜热的存在，石蜡乳状液在相变区间内的储热、载热密度远大于水，且集储热与潜热输送于一体，适用于余热利用、太阳能利用和集中供热等领域，具有广阔的应用前景。研究了定热流条件下石蜡乳状液在管内的强制对流换热特性。结果表明，与纯水相比，虽然石蜡乳状液的有效比热大，但其对流传热系数低，且浓度越高，对流传热系数越低。实验发现人口温度对石蜡乳状液对流传热系数的影响不大，但随着人口温度升高，对流传热系数有增大的趋势。最后获得了石蜡乳状液对流换热量纲1关系式

一种余热利用相变石蜡储热过程的数值模拟

基于一种相变储热石蜡，考虑熔化过程中液相的自然对流情况，建立了矩形腔内石蜡熔化过程的数学模型，并利用该模型进行了数值模拟，分析了石蜡熔化过程中的温度场变化、流场变化、相界面移动情况。通过采用铝制翅片的方式强化传热，并分析了翅片位置对该石蜡熔化时间的影响。模拟结果表明，在y=0．1、y=5、y=10、y=15mm时，与不采用翅片相比，储热时间分别缩短了43．1％、52．0％、38．3％、22．2％。研究结果对相变储热器的优化设计有一定意义

一种适合潜热输送的高温相变石蜡乳状液的热性能

针对太阳能利用、余热利用、集中供暖等应用背景,采用差示扫描量热法（DSC）遴选了一种相变温度合适（相变峰值87℃）、相变潜热值较大（203.9J/g）的工业石蜡,并以此为相变材料,采用非离子型乳化剂及助乳剂复配的方法研制了3种浓度的石蜡乳状液高温潜热输送材料。测定了石蜡乳状液高温潜热输送材料的相变点、相变潜热等热物性,并研究了其蓄热特性。结果表明,该材料是一种在80～90℃之间存在相变的储、传热工质,在相变区间内的储、载热密度远大于水,是一种良好的潜热输送材料

新型自蓄热燃烧器设计与实验研究

基于高温空气燃烧技术,设计一种新型自蓄热燃烧器,以实现连续的高温空气燃烧。新型自蓄热燃烧器由燃烧器、蓄热体、四通换向阀3部分构成。为验证新型自蓄热燃烧器热工及阻力特性,建立了基于直管式辐射管测试系统,结果表明：该自蓄热燃烧器能实现稳定的高温空气燃烧,工作过程中排烟温度在150℃以下,温度效率可达88%以上;直管式辐射管外壁纵向最大温差不高于58℃;NOx排放浓度不高于3.85mg/m3;且该自蓄热燃烧器结构相对简单,安装灵活,因此对不同炉型有较强的适应性

基于纳米粒子/相变石蜡乳状液的研究

介绍了纳米流体的制备方法，探讨了纳米流体强化传热的机理。结合本实验室的研究方向，首次提出了在相变储热石蜡乳状液中添加纳米粒子强化石蜡乳状液传热性能的方法，并制备了纳米铝／石蜡乳状液。分析了该悬浮液的性能，实验结果表明，将0．1％（质量分数）的纳米铝粉分散于石蜡乳状液中，悬浮液的导热系数提高了29．4％，大大提高了石蜡乳状液的传热速率。与水作为储热、传热介质相比，该新型相变纳米流体具有储热密度大、换热能力强的优点。最后，指出了该新型相变纳米流体研究存在的问题并展望了其应用前景