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相变储热材料三水醋酸钠循环热稳定性实验与数值模拟研究汇报人：2024-01-29
CATALOGUE目录引言三水醋酸钠相变储热材料概述循环热稳定性实验设计数值模拟方法与模型建立实验结果与讨论数值模拟结果与讨论结论与展望
01引言
研究背景和意义相变储热材料在能源储存与利用领域具有广泛应用前景，三水醋酸钠作为一种典型的相变储热材料，其热稳定性对于实际应用至关重要。通过实验与数值模拟研究三水醋酸钠的循环热稳定性，可以为相变储热材料的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导。
0102国内外研究现状及发展趋势目前，相变储热材料的研究趋势正朝着提高储热密度、优化热稳定性、降低成本等方向发展。国内外学者在相变储热材料的研究方面取得了显著进展，但针对三水醋酸钠循环热稳定性的研究相对较少。
研究目的和内容研究目的：通过实验与数值模拟研究三水醋酸钠的循环热稳定性，揭示其热性能随循环次数的变化规律，为实际应用提供指导。
123研究内容制备不同质量分数的三水醋酸钠相变储热材料；搭建实验平台，对三水醋酸钠进行循环加热-冷却实验；研究目的和内容
研究目的和内容01采用数值模拟方法，建立三水醋酸钠的热稳定性模型；02分析实验结果，评估三水醋酸钠的循环热稳定性；探讨提高三水醋酸钠循环热稳定性的方法。03
02三水醋酸钠相变储热材料概述
化学式$CH_3COONacdot3H_2O$分子量136.08熔点58°C相变潜热约260J/g三水醋酸钠的基本性质
相变温度适中三水醋酸钠的相变温度接近人体舒适温度，使得它在许多应用中具有优势。相变潜热大具有较高的相变潜热，意味着在相变过程中可以吸收或释放大量的热量。无毒无害三水醋酸钠是一种无毒无害的物质，不会对人体和环境造成危害。化学稳定性好在多次相变过程中，三水醋酸钠的化学性质保持稳定，不易发生分解或变质。三水醋酸钠作为相变储热材料的优势
利用三水醋酸钠的相变储热特性，在建筑围护结构中加入三水醋酸钠，可以提高建筑的保温性能，减少能源浪费。建筑节能将三水醋酸钠应用于太阳能热水系统或太阳能光伏发电系统中，可以提高系统的热效率或光电转换效率。太阳能利用将三水醋酸钠微胶囊化后添加到纺织品中，可以赋予纺织品智能调温的功能，提高穿着舒适度。纺织品调温利用三水醋酸钠的相变储热特性，可以设计高效的电子设备散热系统，确保电子设备的稳定运行。电子设备散热三水醋酸钠的应用领域
03循环热稳定性实验设计
实验原料三水醋酸钠、去离子水、石墨等。实验设备电子天平、高温炉、DSC差示扫描量热仪、XRD射线衍射仪、SEM扫描电子显微镜等。实验原料与设备
原料准备按照一定比例将三水醋酸钠、去离子水和石墨混合均匀，制备成相变储热材料。热循环实验将制备好的相变储热材料在高温炉中进行多次加热和冷却循环，记录其温度变化曲线和循环次数。性能测试使用DSC差示扫描量热仪测试相变储热材料的相变温度和潜热值，使用XRD射线衍射仪和SEM扫描电子显微镜观察其微观结构和形貌变化。010203实验方法与步骤
温度变化曲线分析01根据实验记录的温度变化曲线，分析相变储热材料在加热和冷却过程中的温度变化规律和特点。循环稳定性评价02通过比较不同循环次数下相变储热材料的相变温度和潜热值变化，评价其循环热稳定性。微观结构分析03结合XRD射线衍射仪和SEM扫描电子显微镜的测试结果，分析相变储热材料在循环过程中的微观结构和形貌变化，探讨其对循环热稳定性的影响。实验数据处理与分析方法
04数值模拟方法与模型建立
有限元方法采用有限元方法对三水醋酸钠相变储热过程进行离散化，将连续的物理问题转化为离散的数值问题求解。控制方程基于能量守恒方程和相变传热方程，建立描述三水醋酸钠相变储热过程的数学模型。边界条件与初始条件根据实际实验条件，设定合理的边界条件和初始条件，以确保数值模拟的准确性和可靠性。数值模拟方法介绍
几何模型建立网格划分求解器设置计算结果输出模型建立与求解过程根据实际实验装置，建立三水醋酸钠相变储热材料的几何模型，包括储热器形状、尺寸等参数。选择合适的求解器，设置求解参数，如时间步长、收敛准则等，以保证计算的稳定性和准确性。对几何模型进行网格划分，生成计算所需的网格文件，确保计算精度和效率。输出计算结果，包括温度场、相变界面位置、储热量等关键参数，以便后续分析和讨论。
模型验证与误差分析实验验证将数值模拟结果与实验结果进行对比，验证模型的准确性和可靠性。网格无关性验证通过对比不同网格密度下的计算结果，验证网格划分的合理性和无关性。误差来源分析分析数值模拟过程中可能存在的误差来源，如模型简化、边界条件设定、求解器设置等，并提出相应的改进措施。误差评估指标采用均方根误差、平均绝对误差等评估指标，对数值模拟结果的误差进行定量评估。
05实验结果与讨论
03相变温度与潜热利用差示
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