定形材料

定形材料（共7篇）

定形材料 篇1

石蜡作为传统的固-液相转变材料具有贮热能力大、相变温度随相对分子质量而变化、相变行为稳定、来源丰富、价格低廉的特点[1]。由于固-液相变的发生,给直接使用石蜡作相变材料带来诸多不便,定形相变材料(SSPCM)既可以使材料在相变时保持宏观形状不发生变化,还可以提高相变材料的包裹率,是一种很有前途的复合相变材料[2,3,4,5]。虽然SSPCM可以保证在相变材料发生相变前后都保持一定的形状,但是在使用过程中,其中的相变材料,如石蜡,会逐渐向表面迁移并损失。如果不采取表面抵渗处理,在经历若干次相变过程后,相变材料的质量损失可达20%以上[6]。为了解决这些问题,Liu等[7]利用原位聚合法,提出了对SSPCM进行无机高分子材料再包裹,制备了硅胶封装石蜡SSPCM的微胶囊。

乙基纤维素(EC)是纤维素的乙基醚, 它在乙醇、丙酮、二氯甲烷等大多数有机溶剂中溶解, 但不溶于水、甘油等。软化点为152～162℃, 不易吸潮, 但在较高温度及受日光照射时易发生氧化降解。EC具有良好的成膜性[8]。然而,SSPCM以及经过EC再包裹的石蜡SSPCM的制备及囊壁结构、密封性的研究未见文献报道。

本方法应用油相包衣技术制备了以EC为囊壁,正十八烷/聚乙烯SSPCM为囊心的毫米级SSPCM大胶囊,并对材料的壳材组成、结构及其对胶囊密封性的影响进行了研究,可为SSPCM在军事、建筑、农业等领域的广泛应用提供必要的应用依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

正十八烷/PE SSPCM:本所自制,采用双螺杆熔融挤出法制成,圆柱形(φ2.0mm×3.1mm),支撑体采用抚顺2911H型低压高密度聚乙烯,正十八烷含量为50.0%(wt)。乙基纤维素(EC):工业品,配成5.0%的乙醇溶液使用;滑石粉:工业品;丙三醇:AR,天津市化学试剂三厂;K2Cr2O7:AR,北京亚太龙兴化工有限公司;浓硫酸,AR,天津市化学试剂三厂。锅包衣装置(自组装)[9];TG328A型分析天平;扫描电子显微镜(SEM,Quanta 200,FEI公司)。

1.2 SSPCM的胶囊化

将定量的SSPCM一次投入包衣锅中,调节转速为50～60 r/min,将滑石粉超细粉均匀加入包衣机中,5min后将EC的乙醇溶液用喷雾器均匀喷洒于混合料中,同时开热风干燥。包裹10min后,重复上述操作直至滑石粉全部被包裹在SSPCM的表面,放料,即得产品。如加入增塑剂丙三醇,则事先将定量丙三醇加入到EC的乙醇溶液中。若要进行滑石粉多次投料,则将其分为若干份投入,每次投入后用EC包裹一次。

1.3 SSPCM的表面改性处理

铬酸改性液的配制:按照K2Cr2O7∶浓H2SO4∶H2O=5∶100∶8的重量比例配制铬酸改性液,备用。

一定量定形相变材料置于50mL的小烧杯中,加入铬酸改性液适量使相变材料浸没,将烧杯置于50℃的恒温水浴中对材料表面进行氧化处理2.0h,用不锈钢网过滤,洗涤并干燥,备用。

1.4 SSPCM及其胶囊的表征

SSPCM及其胶囊的表面、胶囊囊壁的表征采用Quanta 200环境扫描电子显微镜进行,将样品置于事先粘有双面胶的样品架上粘牢、喷金,若要观察囊壁则需要将样品切成薄片再粘附在样品架上。

1.5 冷热循环实验

准确称取一定量样品用定性滤纸包裹并置于培养皿中,将其放于50℃的恒温干燥箱中,每隔1h取出、冷却到6℃左右,称量1次,绘制失重-循环次数曲线。

2 结果与讨论

2.1 胶囊的制备

SSPCM/乙基纤维素胶蠹包衣液的组成及制备见表1。

SSPCM的包裹采用锅包衣技术按照表1所述条件分别制备出E1—E7 7种样品,其中E1是未包衣的含50%正十八烷的SSPCM,E2是经铬酸改性的S1样品,E2～E7分别是按不同制备条件得到的大胶囊样品。

2.2 SSPCM及其EC胶囊的表面形态

SSPCM以及几种典型工艺条件所制备的EC大胶囊表面及囊壁的SEM照片见图1所示。从图1可以看出,E1的表面较为平坦,表面的凸起部分可能是SSPCM在放置过程中渗漏出的正十八烷(图1E1)。经50℃铬酸改性液浸泡2h的E2的表面更加平坦且凸起部分消失,另外在其表面出现许多直径小于3μm的孔洞,这种现象的产生可能有两个方面的原因[10]:第1,由于铬酸的强氧化性使聚乙烯表面产生了3种含氧极性基团:

式中R为聚乙烯的分子主链。第2,由于铬酸的强氧化性对PE进行表面刻蚀,铬酸的处理可以溶解掉PE表面部分非结晶态的部分,提高其整体的结晶率,造成表面深浅不一的刻蚀痕迹,增大了比表面积和粗糙程度。另外,在50℃下的铬酸溶液中浸泡2h,其表面渗漏的正十八烷也已经被冲洗或被氧化,因此形成了如图1E2所示的表面形态。

用EC包裹后的胶囊与未包裹前呈现出截然的不同表面形态。其中E3、E4和E5的表面呈现比较相似的形态,为较松散不平整的“鱼鳞状”的表面(图1 E3和E5,E4未列出)。滑石粉的一次投料与多次投料得到的EC胶囊的表面并无太大差别,只是3次投料包裹的胶囊干燥以后其表面的“鱼鳞状”更为明显(E5),这可能是由于3次投料其表面滑石粉较多引起的EC粘连不好所致。铬酸改性的SSPCM胶囊表面与未改性的没有什么区别。然而,丙三醇的加入对EC胶囊表面产生较大的影响,表面明显光滑许多,“鱼鳞状”表面形态完全消失(图1E6、E7),表面呈现出胶状光滑形态。这可能应归功于增塑剂的作用。

2.3 SSPCM胶囊的囊壁

图1E5、E6、E7右上角显示了所对应的胶囊囊壁的SEM照片。经测量,其囊壁厚度在10～30μm之间,而囊壁EC与SSPCM基体的粘连性能存在显著不同,所有未被铬酸改性SSPCM囊壁与SSPCM基体的粘连性能均较差,中间均有缝隙存在(如图1E5、E6),E7是经铬酸改性的SSPCM,囊壁与囊心之间有较好的粘连性。这可能是由于在改性SSPCM的表面存在许多微小孔洞,在胶囊化过程中EC粘结剂进入SSPCM表面的孔洞中起到镶嵌的作用所导致的。因此对SSPCM进行表面改性处理有利于囊壁与囊心的紧密结合。

2.4 SSPCM/EC胶囊的密封性能

表征胶囊密封性能有许多方法,对相变材料胶囊的密封性常采用在一定条件下的冷热循环的重量损失来衡量[11]。

SSPCM及其硅胶胶囊的失重百分率采用下式计算:

失重undefined (1)

式中,Wt和W0分别为t时刻及开始时样品的质量(g)。

图2显示的是SSPCM及其EC胶囊的多次冷热循环失重曲线。从图2可看出,经EC包囊后的SSPCM胶囊都有很低的失重率(7次循环后均低于0.6%),而且在经4次相变循环以后重量趋于恒定,不再有质量的损失。并且失重率最低的E7与最高的E6相差不过0.5%,这说明包囊对十八烷的渗漏起到了良好的保护作用,有效地提高了密封性能。相反,未包囊的E1在5次相变循环后其失重率就达到1.7%,且随着相变循环次数的增加,失重率仍有增加的趋势;尤其是经铬酸改性后的E2,它的失重速率更大,5次相变循环的失重率已接近3%,并且随着循环次数的增加仍有较大的失重率。如前所述,可能是由于铬酸的强氧化作用破坏了SSPCM的表面结构,产生了许多微小孔洞,使得正十八烷的渗漏更加容易。但是,经包囊后的S7又能保持最好的密封性,这与囊壁EC与改性SSPCM表面微小孔洞的镶嵌是分不开的。

3 结 论

采用油相包衣技术成功制备出含50%的正十八烷/PE定形相变材料乙基纤维素大胶囊,在实验条件下,囊壁厚度可达10～30μm,定形相变材料的表面经铬酸改性后囊壁与表面紧密附着;包囊后的定形相变材料的密封性显著提高,有效的抵制了定形相变材料中石蜡在表面的渗漏。制备方法简单、包囊率高,是大幅度改善材料亲水性能和密封性能的有效方法,本研究对于相变材料在军事、建筑、农业等领域的广泛应用具有一定的理论指导意义。

参考文献

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加热炉用滑轨和不定形耐火材料 篇2

北京科技大学特种陶瓷研究室研制的“无水冷轧钢加热炉用陶瓷滑块”, 成功地开发了适用于轧钢加热炉的新型耐火材料。这种耐火材料高温抗氧化铁侵蚀性强, 高温耐磨性和抗热震性好, 使用寿命比棕刚玉—碳化硅滑轨提高50%以上, 可制作烧结制品或不定形耐火材料。使用这种新型耐火材料能节约能源, 消除钢坯“黑印”, 提高轧钢成材率, 减少轧辊消耗, 加热炉内不结渣, 减轻工人的劳动强度, 可产生显著的经济效益和社会效益。

该产品的基本工艺为耐火材料生产工艺, 生产滑轨需要大吨位压机和1450℃高温窑炉。

滑轨可广泛用于90 mm以下方坯的无水冷轧钢加热炉和热处理加热炉, 不定形耐火材料可广泛用于各类钢铁加热炉。

定形材料 篇3

在定形相变材料的研究和应用上,国内外研究者已取得了一定的成果,包覆材料多以HDPE为主[3,4,5,6,7]。由于HDPE的熔点约125℃,结晶度大,与石蜡的熔点(58℃)温差较大,HDPE-石蜡定形相变材料存在着加工困难和加工过程中容易流失等问题。 与HDPE及石蜡化学结构相似的POE和EVA物质结晶度比HDPE低很多,这些物质中的结晶部分可作为物理交联点而赋予材料强度,而非晶部分有利于石蜡的填充。这些物质的熔点较HDPE也降低很多(70℃左右)。因此,POE和EVA可望作为性能更优的包覆材料。

本实验采用POE和EVA作为基体,石蜡为相变材料制成定形相变材料,并与HDPE基相变材料的性能进行对比,探索高分子基材对定形相变材料的性能的影响。

1 实验部分

1.1 原料

HDPE,5000S,大庆石化;POE,8150,杜邦陶氏;EVA,UE654-04,VA含量18%,台湾聚合化学品股份有限公司;石蜡,58#,南阳石蜡精细化工厂;抗氧剂1010,工业级。

1.2 设备

电动搅拌机,RW20digital,IKA;平板硫化机,XLS-0350X650,广州市番禺橡胶机械厂;干燥箱,湿王Wetking,深圳市科兰德实业发展有限公司;电子拉力机,Z005,德国Zwick/Roell;DSC,Q100,美国TA;分析天平,BS224S,SARTORIUS。

1.3 试样制备

不锈钢锅内油浴加热,油温达到150~160℃后,先加石蜡熔融,再缓慢加入塑料颗粒,同时添加抗氧剂1010,启动电动搅拌机搅拌,熔融混合120~150min;在熔体未完全冷却凝固时,把熔体倒在不锈钢模板之间;在温度150℃的平板硫化机中模压4 min,排气3次,制成200mm×200mm×2mm的板材。配方:不同种类基材,变量,39.5%;石蜡,60%;抗氧化1010,0.5%。将板材裁切成约1g方块型样片80个。试验前试样在试验环境下进行不少于24h的状态调节。

1.4 试验方法

高温老化试验:每个配方取5个试样,编号,先用丙酮清洗,擦干后放入干燥器4h,称重,作为初始质量。然后用定性滤纸包好放入75℃烘箱,5h后再取出,清洗后放入干燥器冷却,称重。计算渗漏试验的质量损失率。

恒温水浴试验:每个配方取25个试样,编号,洗净干燥后称重,作为初始质量。然后浸泡在75℃恒温热水中,每1h取出5个试样,洗净放入干燥箱4h后称重。计算样品的质量损失率。

耐久性试验:每个5个样品,编号,洗净干燥后称重,样品用纸巾包好进行温度循环试验,周期为1.5h,60℃烘箱1h,取出在室温下0.5h后洗净干燥后称重,计算该周期内的质量损失率。记录数据后,更换纸巾包好这些样品重新进行下一周期的试验,并计算相应的质量损失率。累计质量损失率为各周期质量损失率之和。

DSC试验:取样5~10mg,升温速度为10℃/min,范围为0~100℃,N2气氛。

2 结果与讨论

2.1 高温老化试验

在定形相变储能材料中,基体材料种类和石蜡含量将影响石蜡的包覆性能。在高温条件下,定形相变材料中的石蜡将向外渗漏。而石蜡的渗漏率直接影响到复合材料的使用性能。通过试验相变材料中的石蜡在高温条件下向外的渗漏性来分析基体材料对石蜡的密封效果。不同配方在试验中质量损失率见表1。

从表1可以看到, POE和EVA作为包覆材料时,其泄漏率在0.5%左右,远低于HDPE-石蜡体系的损失率,它们的损失率均接近10%左右。由此说明,POE和EVA作为包覆材料比HDPE作为相变材料具有更加优异的密封性。

究其原因我们认为,HDPE是高结晶聚合物,其熔点约为120℃,与石蜡的熔点相差约60℃。当定形相变材料从熔融态转变为固态时,由于HDPE的熔点较高,结晶能力强,非晶区较少,HDPE开始结晶时,石蜡还处于液态,HDPE的结晶导致流动性较好的液态石蜡被晶区排挤(结晶时,分子链排列规整,分子内自由体积变大,液态石蜡从而渗漏出来)。而POE和EVA的熔点较低一般都在70℃左右,与石蜡的熔点较为接近,其结晶度较小,非晶部分较多,分子内自由体积较小,当相变材料从熔融态转化为固态时,一方面POE和EVA的非晶部分能够容纳较多的石蜡,另一方面POE和EVA与石蜡的结晶温度比较接近,因此石蜡不容易排挤出来,由此POE和EVA作为包覆材料比HDPE具有更好的密封性。

2.2 恒温水浴试验

定形相变材料中的石蜡在高温高湿条件下更容易渗漏出来,因此采用恒温水浴试验能更好地考察基体材料对石蜡的密封效果。试验结果如图1所示。

从图1可以看出,不同基材的样品在恒温水浴试验前后的质量损失率都是随着时间的延长而增大。POE作为包覆材料时,质量损失率较小,都小于1%;EVA基相变材料的质量损失率也较小,但比POE稍大。而HDPE作为包覆材料时,质量损失率均超过2%。由此可知,POE和EVA作为包覆材料比HDPE具有更好的密封性。随着恒温水浴时间延长,各种定形相变材料均表现出质量损失率升高,其原因可能为长时间的热水浸泡导致定形相变材料的网状结构出现松散情况。

2.3 耐久性试验

把不同基材和不同石蜡含量的样品置于高低温度变化条件下,测量样品在每个温度循环周期的质量损失,评价基体材料对石蜡的密封性效果。试验结果表示于图2。

由图2可以看出,样品的质量损失率随着周期的增加而增加,在每个周期的质量损失率都几乎少于1%,其中HDPE基定形相变材料的质量损失率比POE基和EVA基定形相变材料的质量损失率高出很多,表明了POE-石蜡和EVA-石蜡包覆体系内部,石蜡在大分子形成的网络中能稳定保存,石蜡在不断的冷-热变化中没有从包覆材料中渗出,在后续的环境冷热变化中也不易失效。而耐久性对于相变储能材料是至关重要的。由此说明了POE和EVA比HDPE的耐久性好,密封性更好,更适合作为包覆材料。

2.4 DSC分析

石蜡、基体树脂和相应定形相变材料的DSC试验结果分别示于图3。

从图3可以看出,POE和纯石蜡的DSC曲线表明在30~70℃之间存在相转变,有较明显的吸热峰。DSC表明,纯石蜡、纯POE和定型相变材料的热容分别为192.1J/g、43.52J/g和117.45J/g。假设定形相变材料中的这两种物质是理想混合,设定形相变材料中的石蜡含量为X,则

43.52×(1-X)+192.1X=117.45 (1)

由此可以计算得到X=49.75%,这一数值低于该配方的设计含量60%。其原因为定形相变材料在成型过程有部分的石蜡损失。这一结果与平板硫化机制样过程中发现部分石蜡 流出相符合,但是因为相变吸放热受到两种物质相容性的影响,因此上述计算结果并不完全准确。

对于EVA基定形相变材料,同样的方法可计算得到石蜡含量为58.49%,这一数值略低于该配方的设计含量60%,说明成型时仍有部分石蜡流失。

对于HDPE基定形相变材料DSC曲线,可以看出,石蜡的熔点与HDPE熔点相差很远。HDPE基定形相变材料的石蜡含量=84.17/196.5=42.8%。这一计算结果比POE基定形相变材料剩余石蜡含量更少。同样,该样品在制作过程中发现石蜡的流出比POE基定形相变材料更严重。

3 结论

高温老化试验表明,POE基定形相变材料和EVA基定形相变材料的石蜡质量损失率不超过1%,远低于HDPE基定形相变材料的质量损失率(9.435%)。

恒温水浴试验表明,3种定形相变材料的质量损失率随着水浴时间延长而增加,而且POE基和EVA基定形相变材料的质量损失率明显低于HDPE基定形相变材料的质量损失率。

在耐久性试验中,3种定形相变材料的质量损失率随着水浴时间延长而增加,而且POE基和EVA基定形相变材料的质量损失率明显低于HDPE基定形相变材料的质量损失率。其中EVA基定形相变材料表现最为稳定。

DSC试验中,POE基和HDPE基定形相变材料在平板硫化机成型时,有较多石蜡损失。设计为60%石蜡含量的定形相变材料前者的实际石蜡含量可能仅为49.75%,而后者甚至只有42.78%。而EVA基定形相变材料在成型过程中石蜡损失较少,所测含量为58.49%。

参考文献

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定形材料 篇4

相变材料应用于建筑材料中有一些特殊的要求,比如价格低廉且资源丰富无腐蚀性,无毒,无特殊气味,潜热能高,过冷度低,使用寿命长等。其中有机类的相变材料比较符合以上优点,但与无机物相比,存在导热性较低,易燃等缺点[3]。近年来出现了一种定形相变材料,将各类蓄热材料与合适的基体材料复合,在相变前后均能维持原来的形状(固态),对容器要求很低,明显降低了相变储热系统的成本,而且某些性能优异的定形相变材料可以与传热介质直接接触,使换热效率得到很大提高[4]。

膨胀珍珠岩是由火山玻璃质熔岩经高温焙烧瞬时膨胀而成的一种白色多孔颗粒状物质,因其具有珍珠裂隙结构而得名。它具有容重轻、无毒、无味、不腐、耐酸、耐碱、绝热、吸音等性能。膨胀珍珠岩原料丰富,价格低廉,使用安全,施工方便,可广泛应用于石油、化工、电力、冶金和建筑等领域,在屋面隔热保温、墙体复合保温、热力管道保温层,以及冷库围护结构的隔热层中都得以广泛的应用。本研究将膨胀珍珠岩作为定形相变材料的骨架,将相变材料吸附到膨胀珍珠岩微孔中,起到固定相变材料使其不致在发生相变时从基体中渗漏出来,同时也可以起到阻燃的作用,制备出具有较高储热密度的复合相变储能材料,并采用添加石墨提高材料的导热性能。

1 实验

1.1 原料

棕榈酸(Pauric Acid,PA),C16H32O2,AR;正十六醇(Hexadecanol,HD),C16H34O,AR;膨胀珍珠岩(Expanded Perlite,EP),化学组成见表1。

膨胀珍珠岩的孔结构采用Poremaster-60压汞仪进行测试,测试温度为25℃,汞的密度为13.5g/mL,执行标准为ASTM D4284-03。图1为膨胀珍珠岩的孔径分布图,由图1可以看出孔径主要分布在100~2500nm,占总分布的76%,剩余的孔径分布也多为50~100nm的孔。测得膨胀珍珠岩中值孔径为899.6nm,比表面积为8.56m2/g,孔隙率为80%。

1.2 最低共熔物的制备

根据Van’t Hoff 方程计算低共熔物的组成[5],按低共熔物组成的质量比64.4∶35.6称取一定质量的棕榈酸与十六醇混合,在60℃的水浴中加热直至完全融化,然后均匀搅拌6~8h后冷却,即获得棕榈酸与十六醇的低共熔物有机复合相变材料(PA-HD)。

1.3 定形相变材料的制备

采用真空浸渗的方法将PA-HD的低共熔物与颗粒型的膨胀珍珠岩进行复合[6]。首先,将膨胀珍珠岩置入马弗炉中500℃烘烤1h,去除其表面的可燃性杂质以及少量的水分。然后,称取一定质量的珍珠岩颗粒与固态的相变材料一起放入真空容器中。先用真空泵将其中的空气抽出,真空度为0.09MPa,然后再加热使PA-HD融化,并保持真空2h浸泡,在珍珠岩中进行PA-HD相变材料的物理浸渗过程,最后在60℃下干燥得到复合定形相变材料(PA-HD/EP)。

1.4 测试与表征

用Quanta200环境扫描电子显微镜(ESEM)观测样品的形貌;用TA Q10 DSC差示扫描量热仪对样品进行热性能分析,升温速率为5℃/min。

利用Agilent 34970A仪器,采用已经矫正过的K型热电偶测试样品PA-HD/EP和PA-HD/EP/G(PA-HD/EP中加入质量分数为10%石墨)的融化和凝固过程温度曲线。样品被放置于圆柱形间壁换热容器中,加入量为2~3g。换热介质为自来水,加热温度为60℃,冷却温度为20℃。

2 结果与讨论

2.1 工艺条件的选择

在真空浸渗的过程中,浸渗时间、浸渗温度对PA-HD在珍珠岩中的浸渗量都有较大的影响。图2,3分别是实验获得的这两个因素对浸渗量的影响关系图。实验考察浸渗时间对浸渗量的影响实验条件是浸渗温度60℃,烘热处理40min;浸渗温度对浸渗量的影响实验条件是浸渗时间20h,烘热处理40min。

由图2可以看出,随着浸渗时间的增加,PA-HD在珍珠岩中的浸渗量逐渐增大,但在9h后基本保持不变,稳定在70.0%左右。这是因为膨胀珍珠岩内部的孔容量是有一定限制的,当孔隙全部被熔融的PA-HD占据后,多余的PA-HD也就无法进入到膨胀珍珠岩的内部。由图3可以看出,随着浸渗温度的增加,PA-HD在膨胀珍珠岩中的浸渗量逐渐增大。但在温度达到65℃后增大的幅度减缓,直至变化很小。这是因为温度的提高加速了分子的热运动,降低了其黏度,使得十六醇/棕榈酸更容易进入膨胀珍珠岩的孔隙当中。而当温度上升到一定大小的时候,分子热运动提高对浸渗量的影响就不再明显。

除了考察浸渗过程中的影响因素以外,在后期处理上还需要考察干燥时间的影响。由于膨胀珍珠岩中有大量的相变材料会在再次融化的过程中从一些比较大的空隙处流出来。为此,复合材料通过干燥处理后要保证其再发生熔融相变时不会从基体中泄露。实验采用浸渗时间为10h,浸渗温度为60℃条件下制备的浸渗量为69.7%的PA-HD/EP复合材料,在60℃(高于其融化温度15℃)下干燥,考察其干燥时间对PA-HD在珍珠岩中的浸渗量的关系,见图4。由图4可看出,随着干燥时间增大,PA-HD在珍珠岩中的浸渗量在前一阶段迅速减少,存于基体表面的较大空隙中的相变材料泄露了,随后十六醇/棕榈酸在膨胀珍珠岩中的浸渗量慢慢减少直至基本稳定在58.0%左右,由于毛细现象,相变材料不再从膨胀珍珠岩的孔隙中流出来。

2.2 微结构分析

图5和图6分别为膨胀珍珠岩基体和PA-HD/EP的ESEM图。从图5可以看出,膨胀珍珠岩内部有很多不规则的孔道组成,为液态相变材料的浸渗提供了空间。从图6可以看出,膨胀珍珠岩的孔道结构已经被固化的相变材料所填充,复合形成了定形相变材料。

2.3 差示扫描量热分析

由TA Q10 DSC测得PA-HD/EP复合相变材料的DSC曲线见图7所示。测得低共熔物的熔点为45.00℃,相变焓值为200.9J/g;复合相变材料的熔点为41.49℃,相变焓值为122.9J/g。复合相变材料的热分析数据与低共熔物的不一致,复合材料的熔融峰变宽。这是由于网络状结构的珍珠岩是一种受限体系,嵌入其中的有机物分子的空间运动受到了限制,并且有机物分子与其他分子间存在着相互作用,从而表现出来的热力学性质与其在自由堆积时不同[7]。并且,由于膨胀珍珠岩的加入使材料的整体传热性能有所降低,在传热的过程中表现为热的滞后性,也在一定程度上对相变温度有影响。

2.4 传热性能分析

由于膨胀珍珠岩的隔热性能良好,在建筑中多用于制作保温层和绝热防火材料。所以,应通过向膨胀珍珠岩基定形相变材料中添加导热系数较高的材料以提高其传热性能。本工作采用导热系数较高的石墨为添加剂对定形相变材料PA-HD/EP进行改性,制备出添加了10%石墨的复合相变材料PA-HD/EP/G。

图8和图9分别是PA-HD/EP和PA-HD/EP/G在升温和降温过程中的温度随时间变化情况图。从图8可以看出,二者的相变过程的起点都发生在42.6℃,与DSC测得的数据吻合。在熔化的过程中,PA-HD/EP/G到达相变起点的时间为55s,到达相变终点的时间为270s,在435s时达到预设温度;PA-HD/EP到达相变起点的时间为85s,到达相变终点的时间为380s,则在485s后才达到预设温度。添加10%的石墨后达到相变起点的时间提前了30s,到达预设温度的时间提前了50s。从图9可以看出,在凝固的过程中,PA-HD/EP/G到达相变起点的时间为80s,到达相变终点的时间为275s,在487s时最先达到预设温度;PA-HD/EP到达相变起点的时间为97s,到达相变终点的时间为385s,则在585s后才达到预设温度。添加10%的石墨后达到相变起点的时间提前了17s,到达相变终点的时间提前了110s,到达预设温度的时间提前了98s。由此可见,PA-HD/EP/G比PA-HD/EP的导热性能明显增强,添加10%的石墨提高了PA-HD/EP的传热能力。

3 结论

(1)通过真空浸渗的方法将有机相变材料十六醇和棕榈酸的低共融混合物填充到膨胀珍珠岩的孔道结构中,制备出一种新型的定形复合相变材料PA-HD/EP。

(2)相变材料在PA-HD/EP中的质量分数可达58.0%,复合相变材料的熔点为41.49℃,相变焓值为122.9J/g。该材料具有良好的熔融特性,且不会与基体发生化学反应。

(3)在复合材料PA-HD/EP中添加10%石墨制备出的PA-HD/EP/G导热性能显著增强。制备的定形复合相变材料可以应用于建筑储能领域,用以调节能源的合理利用。

参考文献

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定形材料 篇5

关键词：相变材料,储能,粉煤灰,十六醇,癸酸

热能储存技术作为一种重要的能量储存技术[1],广泛应用在航空、太阳能利用、废热回收,以及电能的“移峰填谷”[2,3]等领域中。热量储存方式有显热储存、潜热储存和化学能储存,而潜热储能方式因其热能储存量大,存储相同的热量所需要的材料体积少,相变温度稳定等优势,已经成为储能技术的热点。目前潜热储存的研究主要集中在相变材料的筛选及制备上。相变材料有无机类,有机类和混合相变材料[4,5,6];无机相变材料主要是结晶水合盐类,价格便宜,潜热较大,但过冷度大、析出现象严重限制了其应用;有机类相变材料常见的有石蜡、脂肪酸和醇类。有机相变材料基本没有过冷度或者过冷度很小、化学性质稳定、无毒无害而被广泛研究,但单一的有机相变材料很少满足温度区间合适、相变潜热足够大等条件,往往用二元或多元相变材料进行复合来满足应用要求。此外,有机材料的导热性能差,可以加入金属粉末、纤维、或者石墨来改善传热性能[7,8,9,10]。

目前,国内外学者对相变材料在建筑领域的应用做了大量的研究,主要集中在相变材料和建筑基材的结合上。如何将固-液相变材料封装在基质中,使其避免从建材中泄露[11],这是相变材料在实际应用中必须解决的问题。Ali Karaipekli等[12]用癸酸和膨胀蛭石制备出了1种定型相变材料;Sedat Karaman等[13]用聚乙二醇和硅藻土制备出了定型热能储存材料;Jiao Changmei等[14]用脂肪酸和膨胀珍珠岩制备了热能储存材料,对其热性能做了较为详细的研究;Xiao Wei[15]制备了石蜡-聚乙烯定型热能储存墙板来提高绝热性能,并通过实验证明同普通墙板相比,这个相变墙板有着更好的隔热性能。

本研究通过实验的方法,以十六醇与癸酸为原料,再以粉煤灰为基质进行复合,制备出了适用于建筑节能的相变材料,通过添加石墨来改善传热性能;对复合材料进行系列的测试,得出了熔点、相变潜热、凝固融化时间等热力性能。最后,对其实际储热性能也进行了研究。

1 实验部分

1.1 试剂及仪器

选用十六醇(CA)(化学纯,含量≧98%),癸酸(DA)(化学纯,含量≧98%)作为复合相变材料的原始材料,石墨(化学纯≧含量为99.8%),这几种材料均由中国医药集团上海化学试剂公司提供;基材用粉煤灰(fly ash),四川省内江市白马电厂,使用之前经过100℃、20h的干燥处理,除去其中的水分。

配制样品的仪器采用的是由北京赛多利斯仪器系统有限公司生产的型号为BS124S的10万级电子天平;材料的相变温度、相变潜热和比热的测定采用的是德国NETZSCHZZ公司生产的型号为DSC-200PC的差示扫描量热仪,样品的升温范围为10~50℃,降温范围为50~10℃,吹扫气流速度是20mL/min,保护气气流速度为60mL/min;数据采集用34970A型数采仪;铜—康铜T型热电偶进行温度检测;SEM对PCM进行结构分析。

1.2 共晶混合物的制备

为了找到癸酸和十六醇复合的最低共熔点时各部分所占的质量分数比,同时又使实验次数减少,这里采用的方法为“二分法”。首先,将癸酸和十六醇按照质量分数比为50%∶50%配制,将配制好的材料样品放在坩埚中,用差示扫描量热仪测试,观察吸热峰出现的位置,然后相应增加或减少各组分的质量分数,质量增加或者减少的幅度还是以“二分”为标准,直至峰值趋于一致时,即得到所需比例。

1.3 粉煤灰与相变材料的复合实验

粉煤灰和相变材料的复合采用熔融法。先取一定量的十六醇-癸酸复合材料,添加一定质量的干燥后的粉煤灰,将混合物放入恒温干燥箱中加热至融化后,搅拌30min后,在20℃密闭干燥环境中自然冷却。然后再放入45℃干燥箱中加热,在20℃密闭干燥环境中静止冷却。如此循环3次以上,确保粉煤灰充分吸收相变材料;冷凝后,观察混合物表面;若未结晶,则处于不饱和或恰好饱和状态;若结晶,则处于过饱和状态,即表面会出现明显的结晶层。对此,通过减少相变材料的质量分数,来确定恰好饱和时的质量分数。

1.4 凝固-融化循环测试

共晶混合物在0~50℃之间凝固融化循环测试,循环次数为200~500次,然后用DSC测试其熔点、潜热,通过与初始的相变材料相比,分析循环次数对相变材料的影响,依次来检验相变材料的稳定性,同时对材料的使用寿命和性能做出评估。

1.5 凝固-放热特性实验

有机相变材料的传热性能较差,可以通过添加石墨来改善其传热性能。为了检验石墨对其传热性能的影响,取共晶相变材料18g,添加6%石墨,再放到直径5cm的烧杯中,中央位置插入热电偶,浸入40℃恒温水浴中加热融化,至其充分融化后迅速取出,再浸入13℃恒温水浴中冷却,直至两组样品温度一致时,再加热至40℃,同时采集数据。

1.6 比热测试

相变材料的比热大小直接影响到显热储存能力的大小,因此有必要对其比热进行测定;测量比热的DSC加热速率取2K/min,并以蓝宝石作为标准样品。在测温范围内,忽略压力的影响,所测值近似为定压比热容。通过连续测试空坩埚基准线、标准样品线和样品线,再用DSC软件进行分析,即得到比热值。

1.7 实际应用测试

为了检测相变材料的实际储热性能,设计了箱体模型,见图1。图1(a)为箱体模型。以标准抗压强度C20的混凝土板为例,其成分配比为:水泥(32.5号)∶砂(细沙)∶水=389∶1459∶300,掺加粉煤灰的混凝土的配比为:水泥(32.5号)∶砂(细砂)∶水∶粉煤灰=311∶1459∶300∶140;其中粉煤灰取代系数为0.2,超量系数取1.8。为了保证相变材料在融化过程中不会发生沉积或泄漏,用粉煤灰作为基质进行复合,再添加到混凝土中。混凝土砂浆板与掺加粉煤灰相变材料的混凝土砂浆板的尺寸规格为20cm×20cm×2.5cm,1点、4点和7点测试的是不同的空间温度,布置在空间的正中央;2点、6点和3点、5点分别测试不同板的内壁和外壁温度,布置在板的正中央。在两块板之间的区域用恒定热流的加热器加热,功率为100w;采集数据的热电偶为铜-康铜T型热电偶,另外箱体的四周用绝热良好的保温材料包覆,温度分布如图1(b)与图1(c)。

2 结果与讨论

2.1 十六醇-癸酸DSC分析

图2中1线为十六醇∶癸酸=27.2%∶72.8%的DSC图。图2中2线为干燥粉煤灰与相变材料吸附后质量分数比为十六醇-癸酸∶粉煤灰=48%∶52%的DSC图。其起始点分别为22.7℃和25.5℃,峰值分别为25.7℃和30.2℃,终止点分别为27.6℃和32.6℃,潜热分别70.51J/g和203.1J/g。

图3为相变材料循环200和500次的DSC曲线;200次循环后,其熔点、峰值、终止点温度为23.8℃、28.9℃和31.6℃,潜热为186.1J/g;500次循环后,熔点、峰值和终止点温度分别为23.4℃、27.7℃和30.0℃,潜热为172J/g。同循环前相比,熔点的改变量较小,潜热有一定的改变,但其值仍比较大。考虑到材料从0~50℃经历骤冷骤热过程,而实际应用中环境温度缓慢变化,对材料的破坏性较小,所以实验中潜热的减小量是可以接受的。

2.2 粉煤灰复合相变材料特性

图4为粉煤灰和十六醇-癸酸/粉煤灰的SEM图。从图4(b)中我们可以看到多孔结构的粉煤灰被相变材料包裹,表明粉煤灰对相变材料有较好的吸附性。图5为粉煤灰、十六醇-癸酸/粉煤灰、十六醇-癸酸的比热曲线,其比热值分别为0.92J/(g·k)、1.91J/(g·k)和2.49J/(g·k)。从中我们可以看出,当粉煤灰和相变材料复合后,其比热值比纯粉煤灰的比热值提高了107%。

2.3十六醇-癸酸-石墨吸放热特性

图6为凝固融化曲线反映了通过添加6%石墨后,对相变材料传热性能改善的情况。在冷凝段,添加6%石墨的相变材料从40℃冷凝到15℃的时间比未添加石墨的相变材料减少了20%;在融化段,添加6%石墨的相变材料从13℃加热到30℃的时间比未添加石墨的相变材料减少了15%。这说明,加入石墨对所制备的相变材料的传热性能有较好的改善。

(a:十六醇-癸酸;b:十六醇-癸酸/粉煤灰复合材料;c:粉煤灰)

2.4 实际应用测试结果

在相同的热负荷和放热期间,加入相变材料和未加入相变材料的测试单元的内外壁面温度变化见图1(b)。在加热期间,添加粉煤灰相变材料的储能板与未添加相变材料的储能板内外壁温差最高达到4℃和5℃。这说明,部分负荷热被粉煤灰中的相变材料吸收。

另一方面,对于普通混凝土墙板,在加热温度最高为70℃时,测量室内中心温度大概为45℃;对于添加了粉煤灰相变储能材料制成的墙板,其室内中心温度大概为41℃,两者温差达到4℃,见图1(c),说明这种复合材料制成的墙板起到了很好的隔热保温作用。

3 结论

(1)本研究采用十六醇-癸酸的低共熔物为相变材料,粉煤灰为基体,制备出了1种可用于建筑节能的低复合相变储能材料。采用DSC分析显示,其相变温度处在人体舒适温度附近,潜热值也较大。

(2)分别通过200次、500次循环后,相变温度及潜热改变量较小,热稳定性好。

(3)电镜扫描显示相变材料可以很好吸附在粉煤灰表面及微孔中,相变材料在粉煤灰中所占的质量分数达到48%;比热分析表明,这种复合的储能材料的比热值比纯的粉煤灰高出1.07倍。

(4)通过添加质量分数为6%的石墨,其凝固与融化时间比不添加石墨的相变材料分别缩短了20%与15%,传热性能得到改善。

定形材料 篇6

本文以聚乙二醇/二氧化硅 (PEG/Si O2) 定形相变材料和沥青、水泥为原料, 采用物理共混法制备出沥青及水泥复合定形相变材料, 研究PEG/Si O2定形相变材料与沥青、水泥复合物的储热性能、热稳定性和兼容性, 探讨PEG/Si O2定形相变材料在沥青及水泥环境中应用的可行性。

1 实验

1.1 原材料与主要仪器

聚乙二醇 (PEG2000) , 工业级, 江苏省海安石油化工厂, 相变温度42.4℃, 相变焓188.1 J/g;硅溶胶, Si O2含量 (质量) 29.3%, 粒径11.7 nm, 浙江宇达化工有限公司;SK70#基质沥青;P·O42.5普通硅酸盐水泥, 重庆天助水泥有限公司产。

复合定形相变材料的储热性能采用Netzsch STA 449C综合热分析仪进行测试, 测试条件:保护气和冲扫气均为高纯氮, 流量分别为20 ml/min和40 ml/min, 温度循环为20~200℃, 升温速度10℃/min;在200℃的真空干燥箱中保温60min, 考察其热稳定性。采用Perkin Elmer Spectrum 100红外光谱仪KBr压片法分析PEG/Si O2定形相变材料与沥青及水泥的兼容性。

1.2 PEG/Si O2定形相变材料的制备

将一定量的PEG分散在硅溶胶中搅拌, 待完全溶解后, 调节温度使之胶凝化;将所得凝胶置于80℃烘箱中鼓风干燥12 h, 研磨后可得小颗粒PEG/Si O2定形相变材料, 其中相变材料PEGR的含量为50%~80%。

1.3 复合定形相变材料的制备

将PEG含量为80%的PEG/Si O2定形相变材料分别与计量的熔融沥青或一定水灰比的水泥浆混合并搅拌均匀, 使PEG/Si O2定形相变材料表面均匀覆盖1层沥青膜或水泥膜, 制得沥青及水泥复合定形相变材料。

1.4 复合定形相变材料的相变焓

复合定形相变材料的相变焓理论值可由式 (1) 计算[15]:

式中:ΔHPEG、ΔH———纯PEG和沥青或水泥复合定形相变材料的理论相变焓;

WPEG——复合定形相变材料中PEG的质量分数。

2 结果与讨论

2.1 复合定形相变材料的储热性能

沥青、水泥复合定形相变材料的TG-DSC分析结果见图1、图2。

由图1和图2可知, 沥青、水泥复合定形相变材料的相变焓分别为120.9 J/g、89.8 J/g, 均具有较高的储热能力。

表1为复合相变材料的相变温度、相变焓测试值及相变焓理论值。

注:WPEG—PEG质量分数;Ton—相变起始温度;Tp—相变峰温;ΔHm—实测相变焓;ΔH—理论相变焓。

从表1可知, 沥青、水泥复合定形相变材料的相变焓均较理论相变焓低。在复合定形相变材料中, 二氧化硅、沥青及水泥是作为一种杂质存在, 使PEG结晶微相区减小, 不能完全相互凝聚形成结晶, 结晶度下降;另一方面, 二氧化硅的微孔结构对PEG发生相变时的体积膨胀产生了制约, 导致其晶格无法整齐排列, 影响了PEG晶区的规整性, 结晶度降低, 相变焓减小。此外, 在水泥复合定形相变材料中, 还受水泥水化产生钙离子的影响, 位于二氧化硅表面的PEG分子或链段与钙离子形成络合物, 降低了PEG的结晶性能[16], 导致水泥复合定形相变材料的相变焓低于理论值。

2.2 复合定形相变材料热稳定性

由图1TG-DSC分析可知, 复合定形相变材料在20~200℃的温度循环过程中未发生质量变化, 也就是在200℃高温作用时复合定形相变材料未发生分解或降解, 化学性质稳定。将沥青、水泥复合定形相变材料放入200℃的真空干燥箱中保温60 min, 其中水泥复合定形相变材料在室温下养护28 d后所得。高温烘烤前后沥青、水泥复合定形相变材料的外观形状如图3、图4所示。

由图3、图4可见, 经200℃高温作用后, 沥青或水泥复合定形相变材料仍能保持固态, 这是因为二氧化硅微孔的毛细管作用及孔隙间壁的阻断作用牢牢禁锢了PEG使其不得溢出, 同时表面的沥青或水泥水化产物的裹覆层也起到了阻碍PEG泄漏的作用, 因此, 沥青或水泥复合定形相变材料均表现出优异的定形性能。该复合结构具有良好的固-固相变特性及热稳定性。且经高温处理后, 材料的复合定形性能表明, 材料仍呈颗粒分散状, 可直接添加到沥青混合料和水泥混凝土中, 以主动调控路面温度, 减轻温度病害, 改善路面使用性能, 延长使用寿命。

2.3 复合定形相变材料的兼容性

图5为PEG、PEG/Si O2、沥青或水泥复合定形相变材料的FT-IR光谱分析。

由图5曲线a可知, 3435 cm-1处为—OH基团的伸缩振动峰, 2888 cm-1处为—CH2—基团的伸缩振动峰, 1468 cm-1、962 cm-1和842 cm-1处均为—CH2—基团的弯曲振动吸收峰, 最强谱带1114 cm-1为PEG中C—O的伸缩振动峰。曲线b和曲线c中—OH基团的伸缩振动峰均有小幅度的红移, 这是因为PEG链端的—OH与二氧化硅凝胶表面的—OH形成了分子间氢键;800~1500 cm-1处对应的峰强PEG弱化, PEG中—CH2—的H与二氧化硅表面Si—O上的O形成了氢键Si—OH, 同时PEG也不同程度地进入到二氧化硅微孔结构内, 其C—O—C的O与二氧化硅的内表面—OH发生氢键缔合, PEG被大量的吸附。在水泥复合定形相变材料中, 二氧化硅表面的PEG分子或链段与钙离子形成络合物, 使得—OH、C—O的伸缩振动峰, —CH2—基团的伸缩和弯曲振动峰都较为明显地减弱, 同时有小幅度地红移, 但大致的峰形并没有改变。

沥青复合定形相变材料的红外光谱反映了PEG/Si O2定形相变材料与沥青复合后, 仍保留了各自的特征吸收峰。它们之间靠氢键进行简单的物理吸附作用, 并没有发生化学变化导致新物质的生成;水泥复合定形相变材料中, PEG/Si O2定形相变材料与水泥复合后, 由于二氧化硅表面的PEG与钙离子的络合作用, 导致PEG中的—OH、—CH2—、C—O基团的峰形减弱;结合水泥复合定形相变材料相变焓的大小来看, 只稍低于理论相变焓, 说明与钙离子作用的PEG仅仅是少数, 更多的PEG仍被大量吸附在二氧化硅孔中, 并未与钙离子作用, 因此, PEG/Si O2定形相变材料与沥青及水泥兼容性良好, 可以在沥青及水泥环境中应用, 并能充分发挥相变储能特性。

3 结论

采用物理共混法制备出综合性能良好的沥青或水泥复合定形相变材料, 相变焓分别高达120.9 J/g和89.8 J/g, 且在200℃高温下, 两者均不团聚, 颗粒分散性好, 表现出良好的固-固相变特性及热稳定性, 且PEG/Si O2定形相变材料与沥青或水泥兼容性良好。虽然PEG/Si O2定形相变材料应用到沥青或水泥中其相变焓有所下降, 但仍具有可观的相变焓, 说明PEG/Si O2定形相变材料在沥青或水泥环境中具有储热调温的效能, 故可将其添加到沥青混合料或水泥混凝土中主动调控温度, 实现相变储热降温和减少温度裂缝的功效。PEG/Si O2定形相变材料在公路工程中的应用将对降低夏季沥青路面温度, 减少路面车辙、推移等热稳性病害, 缓解城市热岛效应, 乃至缓解我国的电力供需矛盾、节约能源、保护环境将发挥重要作用, 具有较高的理论价值和良好的经济社会效益。

摘要：以聚乙二醇/二氧化硅 (PEG/SiO2) 定形相变材料与沥青、水泥为原料, 采用物理共混法制备出沥青或水泥复合定形相变材料。利用综合热分析仪 (TG-DSC) 测试复合相变材料的储热性能及热稳定性, 通过FT-IR对复合相变材料的兼容性进行了表征, 探讨PEG/SiO2定形相变材料在沥青、水泥环境中应用的可行性。试验表明, 复合定形相变材料具有较高的相变焓, 良好的热稳定性和兼容性。将PEG/SiO2定形相变材料应用于公路工程中, 可实现太阳能量转换与储存, 主动调节路面的使用温度, 并在高温条件下可有效降低路表温度, 减少温度对路面的病害, 缓解城市热岛效应, 改善人居环境, 其应用前景广阔。

针织拉幅定形机用能量回收机组 篇7

1 能量回收方案及其原理

1) 采用能量回收机组, 将该针织拉幅定形机的排风和新风进行热量交换, 利用排风的热量加热新风, 从而实现热回收。其中换热后的新风均匀分布至每节热风循环的加热管后, 进入该节风机再循环。由于排风含皮类尘, 需要设置不锈钢细目钢丝网过滤。

2) 可根据需要, 再次将经过上述“1”回收后的排风和流体水 (进水温度按10℃计) 进行热量交换, 利用排风的剩余热量再加热水 (其温度和流量根据回收的能量确定) 。就此, 可采用整体式能量回收机组将上述过程实现。该能量回收机组, 将排风过滤后和新风进行能量交换, 再和水进行能量交换后排出。其中新风和排风和水均在不同的通路流动, 完全不接触, 温度效率可达60%。由此而确认该能量回收系统的经济性、可行性及技术方案。

2 热回收的经济性分析

2.1 热量的回收

采用能量回收机组, 将该针织拉幅定形机的排风和新风进行热量交换, 利用排风的热量加热新风, 将其状态参数对比 (冬季、春秋季、夏季均取平均值计算;热回收效率暂取平均值60%计算。) , 得出能量的使用比较如下表:

2.2 年节约费用

暂按年使用时间300天、每天工作8小时, 能源按电能, 电力单价为1元/度计算。年节约费用=年度节约的能量x能量单价

= ( (530+441) *8*150+821*8x150) *1=2150400元≈215万元

注:如年度使用时间与能源单价与此不一致, 可按以上计算进行实际调整。

2.3 机器的配置比较

为了保证生产需要, 原拉幅定形机按最不利的冬季考虑, 需要配置至少883KW (76万大卡) 的加热装置, 以及相应的散热装置 (散热管) 。采用热回收后, 可相应减少该配置。现拉幅定形机的配置= (原配置-热回收的能量配置) x安全系数= (883-530) KW*1.1=388KW校核春秋季、夏季, 均满足。注:以上计算尚未计入由于布料散湿使得排风中水份的增加而增加的能量损耗, 而实际机器配置中应该考虑了该损耗, 那么对热回收比较更加有利。

3 新风的布置与影响

室外的新风经过能量回收机组处理后, 将被送入拉幅定形机内, 均匀分布至每节热风循环的散热管 (1000*1000mm) 后, 进入该节风机再循环。该新风对机器内原来循环的空气将有一定的影响。按最不利状况的冬季考虑, 原机器内经过散热管后的循环空气温度为202℃, 现为:

(其中, 新风20000m3/h均匀分布入8节, 每节为2500m3/h。) 该温度的空气将被循环风机送出。如果该温度不能满足生产要求, 则可以部分提高散热管的散热量, 即增加202℃至合适的温度。需要注意的是, 该增加的散热量, 并没有增加该散热量的额定量。需要注意的是, 原针织拉幅定形机的排风为强制性, 而其进风则依靠机器的漏逢等进行自然补充。在实际使用中, 由于排风压差依靠机器的漏逢而自然补充的新风量, 并没有达到该机器的设计额定量 (20000m3/h) , 这样尽管最终生产由于调试可以满足, 但是该生产是粗放型的, 且没有充分发挥该针织拉幅定形机的工作能力。现该针织拉幅定形机的进风与排风均为强制性, 满足该机器的额定要求, 并且还可根据实际需要进行风量调节。

4 能量回收机组的说明

4.1 机组的运行环境

机组适合在目标地区气候条件下正常工作, 由于机组壁板良好的保温性能和壁板与骨架的独特的密封结构, 机组能够良好、可靠的工作。

4.2 机组的总体能力

1) 本机组以功能段为组合单元, 能够完成空气输送、热回收、过滤等功能。2) 机组可持续在温度200℃时正常工作。3) 机组内静压保持700Pa时, 机组最大漏风率小于2%。4) 机组由通用件、标准件组成, 按ISO-9001质量保证体系要求生产, 并经过检验通过。加热器经过进行气密性和1.6MPa耐压试验通过。风机经过包括静平衡和动平衡在内的各种性能测试, 达到质量要求。5) 机组满足设计负荷条件下平稳运行和消除机组过高的噪音、振动和位移。

4.3 机组综述

1) 箱体采用经除锈、涂层处理的金属框架, 外包覆带岩棉保温壁板, 连接牢固。2) 机组设初效金属网过滤器, 用于对热交换设备的保护。3) 机组设置了检修门及检修用中间段, 以便对每个功能段都能进行检修。4) 风机和电动机配置合适的减振装置。电动机额定功率超过满负荷运行时轴功率的15%。5) 机组的热交换器以热传导率高的铝为基质制造, 性能稳定可靠。6) 机组的加热器的性能满足热量能力的要求, 并经耐压性能试验, 试验压力不低于工作压力的1.5倍。

5 结论

针织工业中能耗高, 污染严重等主要问题还严重存在这是事实, 但总的说来, 在党的十一届三中全会以来, 在改革开放的大好形势下, 我们的纺织工业, 特别是针织工业的发展极为迅速, 相信不断通过技术改造和新技术的应用, 我们必将实现现代化生产, 会很好的保护大气环境、室内外空气环境、水环境, 节约能源, 从而实现绿色生产, 我们大家为“创造美好环境, 让我们生活得更舒适”而努力吧!

参考文献

[1]乔利祥, 井文锋.机组几种能量回收系统的探讨[J].制冷与空调, 2008.