多元醇及其衍生物的热物性测试以及其传热性能的改善

多元醇及其衍生物是新型的固-固相变材料，在我们所收集到的大量文献中，我们发现这些文献都局限于利用实验和热力学计算手段来分析相图、相变前后的晶型结构、相变温度和相变焓等方面，而关于热物性的研究则相当缺乏，已经阻碍了多元醇及其衍生物的推广应用。作为将在工业上应用的材料，必须充分掌握它们的热物性参数，才能对贮热单元做出正确的设计，才能针对其不利的热性能进行改善。.本项目将：1）开展具备应用价值的多元醇及其衍生物的一元、二元、三元体系的热传导系数、热容等热物性的实验测量，并建立相应的数据库。2）从纤维复合相变方向入手，开展改善多元醇及其衍生物传热性能的研究，并建立相应的传热模型。.本项目的研究将完备多元醇及其衍生物在贮热材料的应用领域的性能研究，能加快贮热单元对外来能量的反应能力，提高整个能量系统的能源利用效率，有利于推进多元醇及其衍生物在工程中的应用，具有明显的社会价值。

多元醇及其衍生物是新型的固—固相变材料，在我们所收集到的大量文献中，我们发现这些文献的研究都局限于多元醇及其衍生物的相图、相变前后的晶型结构、相变温度和相变焓等方面，而关于多元醇相变机理、热物性、多元醇的储热应用性能等方面的研究则相当缺乏，已经阻碍了多元醇及其衍生物的推广应用。作为在工业上应用的材料，必须充分掌握它们的材料结构特性和热物性参数，才能掌握材料的传热性能，对贮热单元做出正确的设计，并针对其不利的热性能进行改善。.本项目：1）在广泛的文献收集和分析基础上，对文献中提到的具备应用价值的多元醇及其衍生物的一元、二元、三元体系的热传导系数、热容等热物性进行分类整理，通过实验测量，对缺乏的热物性数据加以补充，并建立了相应的ACCESS数据库。2）通过红外光谱实验和量热实验，对多元醇一元、二元体系的相变机理进行了分析，深化了多元醇相变与氢键的关系，提出一元体系中相变焓主要用于断裂部分氢键和改变保留的氢键的振动能，二元体系中部分分子间氢键变弱，变弱的氢键更易于断裂，保留的氢键随温度升高而断裂，形成第二个相变峰。目前，这部分研究内容在《物理学报》上发表论文2篇，均被SCI收录。3）通过热力学推导，分析了纤维对多元醇固固相变性能的促进作用，发现纤维材料不但将更多的热量传递给储热单元内部的多元醇，而且由于纤维的存在，使得邻近纤维处的多元醇的相变界面的平衡压力大于远离纤维处的多元醇的平衡压力，从而相变温度低于远离纤维处的多元醇。目前，完成这部分研究内容的论文2篇，其中1篇被《Heat and Mass Transfer》（SCI全文收录刊物）完全接受，另1篇被《Journal of Heat Transfer》(ASME旗下SCI全文收录刊物)完全接受。4）掌握了纤维的加工技术，通过FLUENT数值计算软件，模拟多元醇二元体系的贮热温度场，发现通过铜纤维传递的热量和通过容器壁传递的热量相当，为了进一步提高多元醇的热响应特性，有必要同时插入与底部加热板平行和垂直的铜纤维。目前，这部分研究内容在《Energy Conversion and Management》等国际刊物发表论文3篇，均被SCI收录，《化工学报》上发表论文1篇，被EI收录。5）着手纤维复合相变材料的工业应用，并开展了一些前期可行性试验。.本项目基本完成了任务书上的研究目标，并达到预期成果。