太陽能熱發(fā)電用無機復(fù)合儲熱材料的制備及其性能研究

【摘要】： 能源問題是世界和中國經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的最嚴(yán)重的問題之一，常規(guī)能源的緊缺以及由此帶來的環(huán)境污染問題，直接影響到未來人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施進程。近年來，世界各國均在開發(fā)新能源。太陽能作為一種無公害、儲量無窮的自然能源，引起了人們的廣泛關(guān)注。太陽能熱發(fā)電已成為人們研究的焦點，但太陽能具有間歇不穩(wěn)定的特點。目前應(yīng)用太陽能熱發(fā)電中一個難點就是熱量的儲存，以備在無陽光直接照射的條件下進行熱發(fā)電。 目前使用較為廣泛的儲熱材料為熔融鹽相變材料，但它有一個致命的缺點就是其對熱交換管道和儲熱容器有著極強的腐蝕性。本實驗將借鑒耐火澆注料的制備經(jīng)驗，制備出對熱交換管道無腐蝕性的混凝土儲熱材料。本文具體工作內(nèi)容如下： 1．借鑒耐火澆注料的制備經(jīng)驗，采用耐高溫的鋁酸鹽水泥作為儲熱材料的膠凝材料，使用比熱容高的玄武巖和工業(yè)廢棄銅礦渣作為骨料，采用一定量的活性微粉替代部分膠凝材料，使用藍晶石粉作為膨脹劑來制備儲熱混凝土材料；通過向其中添加熱導(dǎo)率高的石墨粉來增加儲熱材料的導(dǎo)熱性能； 2．研究了儲熱材料的抗壓、抗折性能，并確定其最佳配合比及制備工藝制度；研究了儲熱材料強度隨著石墨粉含量變化而變化的規(guī)律并分析了原因；實驗表明：隨著石墨粉含量的增加，材料的強度顯著下降； 3．研究了儲熱材料的膨脹性、比熱容及熱導(dǎo)率等熱學(xué)性能，實驗表明：隨著溫度的升高，儲熱混凝土體積收縮逐漸增大，溫度越高，體積收縮率越大；儲熱材料的比熱容也隨著溫度的升高而增大，通過研究得出儲熱材料的最佳工作溫度范圍；材料的熱導(dǎo)率隨著石墨粉含量的增加而增大，并分析了儲熱材料熱導(dǎo)率增大的原因； 4．通過實驗數(shù)據(jù)計算出儲熱材料的理論導(dǎo)熱系數(shù)，并與實驗測試數(shù)據(jù)進行比較，其理論數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)間誤差不超過5％，計算得出石墨粉含量為5％時儲熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)為2.345w／(m·k)。 通過實驗研究得出，耐高溫改性混凝土是一種較為理想的太陽能熱發(fā)電儲熱材料。 【關(guān)鍵詞】：儲熱 太陽能發(fā)電 混凝土 能源
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 儲熱材料研究現(xiàn)狀及分析10-16
• 1.2.1 儲熱材料的性能要求10
• 1.2.2 儲熱材料的分類10-16
• 1.3 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16
• 1.4 研究對象、目標(biāo)及研究內(nèi)容和技術(shù)路線16-17
• 1.4.1 實驗對象16
• 1.4.2 實驗?zāi)繕?biāo)16-17
• 1.4.3 研究內(nèi)容17
• 1.4.4 關(guān)鍵問題17
• 1.4.5 擬采取的研究方法和技術(shù)路線17
• 1.5 預(yù)期的研究成果和創(chuàng)新點17-19
• 1.5.1 預(yù)期的研究成果17-18
• 1.5.2 創(chuàng)新點18-19
• 第2章 實驗原材料的性能要求及其選擇19-29
• 2.1 水泥19-20
• 2.2 集料20-22
• 2.2.1 粗集料20-21
• 2.2.2 細(xì)集料21-22
• 2.3 微粉22-27
• 2.4 外加劑27
• 2.5 水27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第3章 儲熱混凝土配合比確定及其力學(xué)性能研究29-45
• 3.1 砂漿力學(xué)性能實驗29-41
• 3.1.1 實驗設(shè)計29
• 3.1.2 實驗原材料29-30
• 3.1.3 實驗配比的確定30-41
• 3.2 儲熱混凝土力學(xué)性能實驗41-44
• 3.2.1 實驗設(shè)計41
• 3.2.2 試件制備41-42
• 3.2.3 試件抗壓強度測試42-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 儲熱混凝土熱學(xué)性能研究45-61
• 4.1 儲熱混凝土熱膨脹性45-50
• 4.1.1 水泥基材料的收縮特點及膨脹劑作用45-47
• 4.1.2 儲熱材料熱膨脹性能研究47-50
• 4.2 儲熱混凝土比熱容50-55
• 4.2.1 差示掃描量熱儀的測量原理50-52
• 4.2.2 儲熱混凝土比熱容測試結(jié)果及分析52-55
• 4.3 儲熱混凝土熱導(dǎo)率55-60
• 4.3.1 熱傳導(dǎo)55-56
• 4.3.2 儲熱材料熱導(dǎo)率的測試及分析56
• 4.3.3 儲熱材料熱導(dǎo)率的理論計算56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-65
• 致謝65-66
• 附錄166-67
• 附錄2 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文67

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