Комплексная методология разработки фазопереходных теплоаккумулирующих материалов на основе многокомпонентных систем

• Автор: Магомедов, Магомед Магомедович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Общие принципы обратимого теплового аккумулирования.

1.1. Основы теплового аккумулирования

1.2. Многокомпонентные системы как основа для разработки фазопереходных теплоаккумулирующих материалов.

ГЛАВА 2. Термодинамические основы аккумулирования тепла

2.1. Энтропия плавления индивидуальных соединений.

2.2. Энтропия плавления бинарных солевых смесей.

2.3. Комплексная методология разработки фазопереходных теплоаккумулирующих материалов

ГЛАВА 3. Методическое и инструментальное обеспечение исследования

3.1. Методическое обеспечение исследования.

3.2. Дифференциальный термический анализ.
3.3. Визуальнополитермический анализ
3.4. Определение те1 шот фазовых переходов
3.5. Экспрессметоды изучения многокомпонентных систем.
ГЛАВА 4. Теоретическое и экспериментальное исследование сем и компонентной взаимной системы и 3, К, МрР, С1, Вг, 4.
4.1. Теоретический анализ семикомпонентной взаимной системы 1л, Кта,
К, МЛ7, С1, Вг, ЭО
4.1.1. Исследование двухкомпонентных систем
4.1.2. Создание матрицы инциденций двухкомпонентных систем, перспективных для теплового аккумулирования.
4.1.3. Формирование энергомких многокомпонентных систем на основе алгоритма разработки фазопереходных теплоаккумулирующих материалов
4.1.4. Расчт количественных характеристик выявленных
многокомпонентных систем.
4.2. Экспериментальное исследование диаграмм плавкости и гсплофизических свойств многокомпонентных систем.
4.2.1. Трехкомпонентные системы.
4.2.2. Четырхкомпонентные системы
4.3. Результаты и их обсуждение.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Наконец, так как любое преобразование энергии означает ее частичные потери, наилучшим решением явилось бы аккумулирование энергии в поступающей в ТА форме, т. Я II РУ. Я Ш УсР. Н 7Ж. В данной формуле суммирование идет по числу фазовых переходов сопровождающихся изменениями теплоемкости СрР при повышении температуры ТАМ от Г до Ти1. В историческом плане самый известный способ аккумулирования тепла это аккумулирование за счет теплоемкости теплоаккумулирующего материала ТАМ. Например, грелка, применявшаяся еще до нашей эры, аккумулирует тепло за счет теплоемкости воды, а русская печь за счет теплоемкости камней, из которых она сложена. Ср изобарная теплоемкость ГАМ. Для простых твердых веществ при комнатной температуре теплоемкость находится в пределах ,9,8 Джгатом К правило ДюлонгаПти . Эта величина возрастает практически линейно с повышением температуры и при температуре первого фазового перехода плавление или аллотропического превращения примерно одинакова для всех элементов и составляет ,3,3 ДжгатомК . Для получения теплоемкостей соединений указанные величины должны быть умножены на число атомов в молекуле правило Неймана и Коппа . Значения Ср8 К известны для большинства соединений, п число атомов в соединении, Тфм. Видно, что чем больше разность температур и усредненная теплоемкость, тем эффективней ТА. Теплоемкость в жидком состоянии зачастую играет более значимую роль в аккумулировании , а экспериментальные данные по теплоемкости жидких соединений весьма ограничены. Поэтому желательна хотя бы приблизительная оценка тепломкости жидкой фазы. О, АНП112ехр0,7ШМ5 Ттп ,т , 1. Интересно отметить, что формула 1. При полном отсутствии
1. М молекулярная масса, т число атомов в молекуле ТАМ. Сжр Ср. СЛА2У ОСГА вСжрВ . СЖРС , 1. СрА. Ср справочные данные для атомов А, В или считают равной , Джмоль К, что, конечно, снижает точность описания ТА. Все три метода расчта тепломкости жидкой фазы обеспечивают вполне удовлетворительную точность 7,59 . Для большинства веществ теплоемкость жидкости в интервале между температурами плавления и кипения остается практически постоянной. АН3 Ср АТ. ТА практически для любого соединения, используемого в качестве ГАМ. В ряде технологических задач требуется изотермический теплообмен . Одним из путей решения этой проблемы является использование теплоты фазовых переходов I рода. АНМ ТпдАЗпя. А и В соответственно, и п стехиометрические коэффициенты в химической формуле соединения . Кт п п птп. Поправочный коэффициент К учитывает сгепень разупорядочсния структуры при плавлении и меняется от 0 для соединений, полностью сохраняющих при плавлении свою структуру ближнего порядка, до 1 для соединений радикально изменяющих свою структуру. АН 6,II. ЛНт ,4Тпп . Точность этой формулы оказалась в пределах . АН,п ТУЖ V. Уж V Уж V. Однако, литературные экспериментальные данные по зависимости температуры плавления от давления известны для крайне малого количества соединений, что делает метод пока неприменимым для большинства солей . Т в какомлибо растворителе. Для повышения точности х должна быть достаточна близка к единице. Вопросы теплоты плавления многокомпонентных систем и комплексных соединений рассмотрены в отдельной главе. Начиная с х годов все возрастающий интерес вызывает проблема поиска эффективных ФПТАМ на основе МКС. В работе 4 выделены основные критерии выбора ФПТАМ, приведены технологические характеристики ряда перспективных составов на основе солевых эвтектик. Выявлена и основная задача научноисследовательских работ в области ТА поиск экономически выгодных и энергоемких ФПТАМ. В работе 5 рассматриваются термодинамические аспекты проблемы ТА. Так как максимальное КПД достигается при процессах близких к равновесным, очевидно, что рабочие температуры теплоносителя и ТАМ должны быть близки, поэтому для снабжения существующих энергосистем экономичными тепловыми аккумуляторами без существенного изменения конструкционных характеристик требуются ТАМ во всем интервале промышленных температур и с различными теплофизическими свойствами в зависимости от технологических требований.