Kompozitinė fazės keitimo šilumos kaupimo technologijaderinant abu būdus išvengiama daugelio protingo šilumos kaupimo ir fazės kaitos šilumos kaupimo metodų trūkumų. Ši technologija pastaraisiais metais tapo tyrimų tašku tiek šalies viduje, tiek tarptautiniu mastu. Tačiau šioje technologijoje naudojamos tradicinės pastolių medžiagos paprastai yra natūralūs mineralai arba jų antriniai produktai. Didelio masto šių medžiagų gavyba ar apdorojimas gali pakenkti vietinei ekosistemai ir sunaudoti daug iškastinės energijos. Siekiant sušvelninti šį poveikį aplinkai, kietosios atliekos gali būti naudojamos sudėtinėms fazių kaitos šilumos kaupimo medžiagoms gaminti.
Karbido šlakas – pramoninės kietosios atliekos, susidarančios gaminant acetileną ir polivinilchloridą, Kinijoje kasmet viršija 50 mln. Dabartinis karbido šlako panaudojimas cemento pramonėje yra prisotintas, todėl vyksta didelio masto kaupimasis po atviru dangumi, šalinimas sąvartynuose ir išmetimas į vandenyną, o tai labai pažeidžia vietos ekosistemą. Būtina skubiai ieškoti naujų išteklių panaudojimo būdų.
Pekino civilinės inžinerijos ir architektūros universiteto mokslininkai pasiūlė naudoti karbido šlaką kaip pastolių medžiagą, siekdami išspręsti didelio masto pramoninių atliekų karbido šlako sunaudojimą ir paruošti mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančias, nebrangias kompozitines fazių kaitos šilumos kaupimo medžiagas. Jie naudojo šalto spaudimo sukepinimo metodą, kad paruoštų Na2CO3 / karbido šlako sudėtines fazės kaitos šilumos kaupimo medžiagas, atlikdami paveikslėlyje parodytus veiksmus. Parengti septyni sudėtiniai fazių kaitos medžiagų mėginiai su skirtingais santykiais (NC5-NC7). Atsižvelgiant į bendrą deformaciją, paviršiaus išlydytos druskos nuotėkį ir šilumos kaupimo tankį, nors NC4 mėginio šilumos kaupimo tankis buvo didžiausias tarp trijų kompozitinių medžiagų, jis parodė nedidelę deformaciją ir nuotėkį. Todėl buvo nustatyta, kad mėginys NC5 turi optimalų masės santykį kompozitinei fazių kaitos šilumos kaupimo medžiagai. Vėliau komanda išanalizavo sudėtinės fazės kaitos šilumos kaupimo medžiagos makroskopinę morfologiją, šilumos kaupimo efektyvumą, mechanines savybes, mikroskopinę morfologiją, ciklinį stabilumą ir komponentų suderinamumą, todėl padarė šias išvadas:
01Karbido šlako ir Na₂CO₃ suderinamumas yra geras, todėl karbido šlakas gali pakeisti tradicines natūralias pastolių medžiagas sintetinant Na2CO3/karbido šlako kompozicines fazės kaitos šilumos kaupimo medžiagas. Taip palengvinamas didelio masto karbido šlako išteklių perdirbimas ir pasiekiamas mažai anglies dioksido į aplinką išskiriantis ir nebrangus kompozicinių fazių kaitos šilumos kaupimo medžiagų paruošimas.
02Sudėtinė fazės kaitos šilumos kaupimo medžiaga, pasižyminti puikiomis savybėmis, gali būti pagaminta iš 52,5 % karbido šlako ir 47,5 % fazės keitimo medžiagos (Na₂CO3). Medžiaga nedeformuojasi ar nepraleidžia nuotėkio, jos šilumos kaupimo tankis iki 993 J/g 100-900°C temperatūrų diapazone, stipris gniuždant 22,02 MPa, o šilumos laidumas 0,62 W/(m•K) ). Po 100 šildymo / aušinimo ciklų NC5 mėginio šilumos saugojimo charakteristikos išliko stabilios.
03Fazės keitimo medžiagos plėvelės sluoksnio storis tarp pastolių dalelių lemia pastolių medžiagos dalelių sąveikos jėgą ir kompozicinės fazės kaitos šilumą kaupiančios medžiagos gniuždymo stiprumą. Sudėtinė fazių kaitos šilumos kaupimo medžiaga, paruošta naudojant optimalią fazės keitimo medžiagos masės dalį, pasižymi geriausiomis mechaninėmis savybėmis.
04Pastolių medžiagos dalelių šilumos laidumas yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos kompozitinių fazių kaitos šilumos kaupimo medžiagų šilumos perdavimo charakteristikoms. Fazių keitimo medžiagų įsiskverbimas ir adsorbcija pastolių medžiagos dalelių porų struktūroje pagerina pastolių medžiagos dalelių šilumos laidumą ir taip pagerina kompozicinės fazės keitimo šilumą kaupiančios medžiagos šilumos perdavimo efektyvumą.
Paskelbimo laikas: 2024-08-12