中高溫傳熱蓄熱材料

中高溫傳熱蓄熱材料 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

丁靜,魏小蘭,彭強,楊建平 著
圖書標籤:
  • 傳熱
  • 蓄熱
  • 材料
  • 高溫
  • 中溫
  • 相變材料
  • 儲能
  • 熱工
  • 能源
  • 新型材料
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030378279
版次:1
商品編碼:11866386
包裝:精裝
叢書名: 21世紀新能源叢書
開本:16開
齣版時間:2013-07-01
用紙:膠版紙
頁數:300
字數:353000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  《中高溫傳熱蓄熱材料》論述瞭中高溫熔鹽傳熱蓄熱材料相圖計算的熱力學基礎,建立瞭熔鹽低共熔點和組成的理論預測方法,構建瞭熔鹽傳熱蓄熱材料體係,係統地介紹瞭熔鹽傳熱蓄熱材料的高溫熱物性、熱穩定性和熱腐蝕性理論以及實驗研究方法,闡述瞭熔鹽傳熱蓄熱材料循環利用和環境效應,從宏觀和微觀兩個層麵,重點闡述瞭硝酸熔鹽材料高溫劣化的機理,概述瞭熔鹽傳熱蓄熱材料在太陽能規模化熱利用、工業節能、能量傳輸與轉換、材料加工等領域的應用。《中高溫傳熱蓄熱材料》可作為能源、動力、化工、冶金、石油、機械、材料等專業的研究生和相關科研工作者的參考用書。

目錄

《21世紀新能源叢書》序
前言
主要符號錶

第1章緒論
1.1傳熱蓄熱材料分類
1.1.1按蓄熱材料化學組成分類
1.1.2按蓄熱方式分類
1.1.3按蓄熱溫度範圍分類
1.2中高溫傳熱蓄熱材料的基本屬性
1.2.1熔點
1.2.2熔化熱
1.2.3熔化時的體積變化
1.2.4比熱容
1.2.5密度
1.2.6黏度
1.2.7導熱係數
1.2.8熱膨脹係數
1.2.9凝固點
1.2.10劣化溫度
1.2.11工作溫度範圍
1.3常見中高溫傳熱蓄熱材料
1.3.1導熱油
1.3.2液態金屬
1.3.3熔融鹽
1.3.4離子液體
1.4相圖計算模型
參考文獻

第2章相圖計算的熱力學模型
2.1相圖概述
2.1.1相圖與相律
2.1.2相圖錶示方法
2.1.3相圖的實驗驗證方法
2.2相圖計算
2.2.1相圖計算的基本原理和方法
2.2.2熔鹽體係的熱力學模型
2.2.3過剩摩爾吉布斯自由能的計算方法
2.3相加三元熔鹽體係的熱力學模型
2.4交互三元熔鹽體係的熱力學模型
2.5交互四元熔鹽體係的熱力學模型
參考文獻

第3章硝酸熔鹽的計算相圖
3.1二元硝酸熔鹽體係的計算相圖
3.1.1計算方法
3.1.2基礎數據
3.1.3結果分析
3.2交互三元硝酸熔鹽體係的計算相圖
3.2.1計算方法
3.2.2結果分析
3.3相加三元硝酸熔鹽體係的計算相圖
3.3.1計算方法
3.3.2結果分析
3.4交互四元硝酸熔鹽體係的計算相圖
3.4.1體係組成
3.4.2計算方法
3.4.3結果分析
參考文獻

第4章熔鹽高溫性能研究方法
4.1高溫熱物性測定方法
4.1.1熔點和熔化熱
4.1.2比熱容
4.1.3凝固點
4.1.4密度
4.1.5黏度
4.1.6導熱係數
4.1.7膨脹係數
4.2高溫熱穩定性研究方法
4.2.1高溫靜態工況下熱穩定性
4.2.2高溫動態工況下熱穩定性
4.3高溫腐蝕性研究方法
4.3.1腐蝕層宏觀檢查
4.3.2腐蝕前後質量和尺寸的變化
4.3.3腐蝕層物相分析
4.3.4腐蝕層厚度、微觀形貌及微區元素分析
4.4熔鹽使用過程中對環境影響的研究方法
4.4.1NOx排放監測
4.4.2硝酸熔鹽在土壤中遷移預測
參考文獻

第5章硝酸熔鹽的製備及性能
5.1硝酸鹽的基本性質
5.1.1硝酸鹽的基本化學性質
5.1.2硝酸鹽的基本物理性質
5.2硝酸熔鹽基礎組分的篩選原則
5.2.1硝酸鹽的穩定性
5.2.2硝酸鹽的熔點
5.2.3硝酸鹽的易得性、成本和安全性
5.2.4硝酸鹽的分解溫度
5.2.5硝酸鹽的其他熱物理性質
5.3混閤硝酸熔鹽的分類
5.3.1二元和三元硝酸熔鹽
5.3.2常用硝酸熔鹽及其熱物性
5.4多元硝酸熔鹽的製備及其高溫熱物性
5.4.1多元硝酸熔鹽的製備
5.4.2熔鹽SYSU—N1的熱物性測定
5.5熔鹽SYSU—N1的高溫熱穩定性
5.5.1高溫靜態工況下的熱穩定性
5.5.2動態工況下的熱穩定性
5.5.3大容器量熔鹽長期熱穩定性
5.6熔鹽SYSU—N1的高溫腐蝕性
5.6.1熔鹽迴路係統常用金屬材料
5.6.2高溫腐蝕後不銹鋼材料的外觀變化
5.6.3長期高溫腐蝕後不銹鋼材料的質量變化
5.6.4不銹鋼在熔鹽SYSU—N1中的腐蝕機理
5.7其他多元硝酸熔鹽
5.7.1相加四元硝酸熔鹽的製備
5.7.2熔鹽SYSU—N2加熱過程的物態變化
5.7.3熔鹽SYSU—N2的高溫熱穩定性
5.7.4熔鹽SYSU—N2的高溫腐蝕性
參考文獻

第6章碳酸熔鹽的製備及性能
6.1碳酸鹽的基本性質
6.1.1碳酸鹽的基本化學性質
6.1.2碳酸鹽的基本物理性質
6.2碳酸熔鹽基礎組分的篩選原則
6.2.1碳酸鹽的熱穩定性和分解溫度
6.2.2碳酸鹽的易得性、成本和安全性
6.2.3碳酸鹽的其他熱物理性質
6.3混閤碳酸熔鹽的分類
6.4交互三元碳酸熔鹽的製備及性能
6.4.1交互三元碳酸熔鹽的製備
6.4.2熔鹽SYSU—C1的熱物性
6.4.3熔鹽SYSU—C1的高溫熱穩定性
6.4.4熔鹽SYSU—C1的高溫腐蝕性
6.5相加三元碳酸熔鹽的製備及性能
6.5.1相加三元碳酸熔鹽的製備
6.5.2熔鹽SYSU—C2的熱物性
6.5.3熔鹽SYSU—C2的高溫熱穩定性
6.5.4大容器量熔鹽長期熱穩定性
6.5.5熔鹽SYSU—C2的高溫腐蝕性
參考文獻

第7章氯化物熔鹽的製備及性能
7.1氯化物的基本性質
7.1.1氯化物的基本化學性質
7.1.2氯化物的基本物理性質
7.2氯化物熔鹽基礎組分的篩選原則
7.2.1氯化物的熱穩定性
7.2.2氯化物的特點
7.2.3氯化物的其他熱物理性質
7.3混閤氯化物熔鹽的分類
7.4二元氯化物熔鹽的製備及其高溫熱物性
7.4.1二元氯化物熔鹽的製備
7.4.2熔鹽SYSU—C3的熱物性
7.5熔鹽SYSU—C3的高溫熱穩定性
7.5.1高溫靜態工況下的熱穩定性
7.5.2高溫動態工況下的熱穩定性
7.6熔鹽SYSU—C3的高溫腐蝕性
7.6.1高溫腐蝕後不銹鋼材料的質量變化
7.6.2腐蝕層微觀形貌和組成
參考文獻
……

第8章硝酸熔鹽熱物性計算
第9章硝酸熔鹽材料高溫熱穩定性機理
第10章硝酸熔鹽材料的環境效應
第11章熔鹽材料使用中的若乾問題
第12章熔鹽材料在能量轉換與儲存中的應用

附錄
索引

前言/序言


中高溫傳熱蓄熱材料 第一章:基礎理論與研究現狀 本章旨在為讀者建立對中高溫傳熱蓄熱材料的宏觀認知。首先,我們將深入探討傳熱與蓄熱的基本原理,闡述熱量傳遞的三種主要方式——傳導、對流和輻射,以及蓄熱在能量存儲與釋放過程中的作用。理解這些基礎概念,是後續深入學習材料性能和應用的前提。 緊接著,我們將梳理當前中高溫傳熱蓄熱材料的研究現狀。這包括對不同類型材料的初步介紹,如無機鹽水閤物、相變材料(PCM)、復閤材料等,並簡要提及它們在中高溫領域的潛在應用方嚮。我們將重點關注近年來該領域的研究熱點、挑戰以及未來的發展趨勢,為讀者勾勒齣清晰的研究圖景。 1.1 傳熱與蓄熱的基本原理 1.1.1 熱量傳遞的機製: 傳導: 詳細介紹熱量在固體、液體和氣體中通過分子振動和自由電子移動的傳遞過程。解釋傅裏葉定律,並討論影響傳導係數的因素(如材料的微觀結構、溫度等)。 對流: 闡述熱量在流體(液體或氣體)中通過流體自身的宏觀運動而傳遞的方式。區分自然對流和強製對流,並介紹牛頓冷卻定律。 輻射: 解釋熱量以電磁波形式在空間傳播的機製,即使在真空中也能進行。介紹黑體輻射、斯蒂芬-玻爾茲曼定律和維恩位移定律,並討論物體錶麵輻射特性(如發射率、吸收率)的影響。 1.1.2 蓄熱的本質與類型: 顯熱蓄熱: 解釋材料通過溫度變化儲存和釋放熱量的過程,強調其簡單易行但能量密度受限於材料的比熱容。 潛熱蓄熱: 深入闡述相變材料(PCM)在相變過程中吸收或釋放大量熱量的特性,如固-液、固-固、液-氣等相變。強調其高能量密度和恒溫充放熱的優點。 化學蓄熱: 介紹通過可逆化學反應儲存和釋放熱量的原理,如分解-閤成反應。討論其高能量密度和長時儲存的潛力,但也麵臨反應速率、循環穩定性等挑戰。 1.1.3 中高溫領域的界定與特殊性: 明確界定“中高溫”的溫度範圍(例如,通常指100℃至1000℃),並討論在此溫度範圍內傳熱蓄熱所麵臨的特殊挑戰,如材料的熱穩定性、化學穩定性、相變溫度的匹配性、以及傳熱過程的復雜性(如輻射傳熱的顯著性)。 1.2 中高溫傳熱蓄熱材料的研究現狀 1.2.1 主要材料類彆概述: 無機鹽水閤物: 介紹其常見種類(如Na2SO4·10H2O、MgCl2·6H2O等)及其在中低高溫範圍內的應用,並分析其優缺點,如水解、過冷等問題。 相變材料(PCM): 有機PCM: 介紹石蠟、脂肪酸等,討論其優點(如相變溫度可調、無過冷)和缺點(如導熱性差、易燃性)。 無機PCM: 重點介紹金屬及其閤金、無機鹽水閤物,討論其優點(如高熔點、高熱穩定性)和缺點(如相分離、腐蝕性)。 復閤PCM: 介紹如何通過加入導熱填料(如碳材料、金屬粉末)或形成多孔結構來提高PCM的導熱性能和形狀穩定性,是當前研究的重點。 復閤蓄熱材料: 討論利用不同材料組閤,如顆粒填充、層狀結構等,以協同優化傳熱與蓄熱性能。 其他新型材料: 簡要提及陶瓷、碳基材料等在特定中高溫應用中的潛在價值。 1.2.2 研究熱點與挑戰: 高能量密度與高導熱性: 分析如何設計和閤成具有更高能量密度和良好導熱性的材料,以實現高效的能量存儲和快速的傳熱。 熱穩定性與化學穩定性: 探討材料在中高溫循環下的分解、氧化、腐蝕等問題,以及如何通過包覆、摻雜等手段提高其穩定性。 形狀穩定性: 針對相變材料(特彆是液態相變材料),討論如何解決其在相變過程中的體積變化和泄漏問題。 成本效益與環境友好性: 強調在追求高性能的同時,材料的製備成本和對環境的影響也是重要的考量因素。 長時儲能: 探討如何在材料層麵實現長時間、低損耗的能量儲存。 1.2.3 未來發展趨勢: 智能化與集成化: 預測未來材料將朝著智能化(如可調控的相變溫度)和集成化(如與熱交換器一體化設計)方嚮發展。 多功能化: 探討材料是否能兼具蓄熱、隔熱、甚至催化等多種功能。 理論模擬與實驗驗證相結閤: 強調計算模擬在材料設計和性能預測中的重要作用,以及與實驗驗證的緊密結閤。 第二章:中高溫蓄熱材料的分類與性能錶徵 本章將對中高溫傳熱蓄熱材料進行係統性的分類,並詳細介紹衡量這些材料性能的關鍵指標及其測試方法。通過本章的學習,讀者將能夠清晰地理解不同材料的優勢與劣勢,並掌握如何客觀評價材料的適用性。 2.1 按溫度範圍與應用場景分類 2.1.1 中溫區(100℃ - 400℃)蓄熱材料: 特點: 重點介紹在此溫度範圍內常見的相變材料,如一些有機物(如硬脂酸、棕櫚酸)、部分無機鹽水閤物(如Mg(NO3)2·6H2O、CaCl2·6H2O等),以及低熔點金屬閤金。 應用: 探討其在太陽能熱發電、工業餘熱迴收、建築供暖等領域的應用潛力。 挑戰: 分析在此溫度範圍內材料可能遇到的問題,如蒸發損失、熱分解、腐蝕等。 2.1.2 高溫區(400℃ - 1000℃)蓄熱材料: 特點: 重點介紹能夠在此溫度範圍內穩定工作的材料,如金屬(如鋁、銅、鐵基閤金)、陶瓷、以及一些高溫無機鹽(如碳酸鹽、氯化物、氧化物)。 應用: 探討其在儲熱發電、工業高溫過程、化學反應器等領域的應用前景。 挑戰: 分析在此溫度範圍內材料所麵臨的嚴峻挑戰,如氧化、熔化、相變過冷、以及高溫下的傳熱效率問題。 2.1.3 超高溫區(> 1000℃)蓄熱材料(簡要提及): 特點: 簡要介紹為應對更高溫度而研發的材料,如熔融鹽(如硝酸鹽混閤物)、陶瓷、石墨等。 應用: 提及如航空航天、核能等領域的特殊需求。 2.2 按蓄熱機理分類 2.2.1 顯熱蓄熱材料: 定義: 強調其通過材料自身溫度升高來儲存熱量,與比熱容密切相關。 代錶材料: 介紹常見的固態蓄熱材料,如陶瓷、耐火磚、金屬、砂石等,並討論其在高溫下的優良錶現。 性能指標: 引入比熱容(Cp)、密度(ρ)等關鍵參數,並解釋其在計算蓄熱容量中的作用。 2.2.2 潛熱蓄熱材料(相變材料 - PCM): 定義: 詳細闡述PCM通過相態變化儲存和釋放大量熱量的原理,重點關注固-液相變。 關鍵參數: 相變溫度(Tm): 描述材料發生相變時的溫度,對其在特定應用中的適用性至關重要。 潛熱(ΔH): 材料在相變過程中吸收或釋放的熱量,是衡量蓄熱能力的核心指標。 固化潛熱與熔化潛熱: 區分兩者,並解釋其在充放熱過程中的意義。 熱膨脹係數: 解釋相變過程中體積變化,對器件設計和材料穩定性有重要影響。 熱穩定性: 強調材料在中高溫反復相變過程中不發生分解、變質的能力。 化學穩定性: 考慮材料在高溫環境下的氧化、腐蝕等化學反應。 過冷現象: 解釋PCM固化時可能齣現的過冷現象,及其對實際應用的影響,並介紹抑製過冷的方法。 循環穩定性: 評估材料在多次充放熱循環後性能衰減的程度。 2.2.3 化學蓄熱材料(簡要提及): 定義: 介紹通過可逆化學反應儲存和釋放熱量。 代錶體係: 簡要提及如金屬氫化物、吸附式儲熱係統(如沸石-水)等。 關鍵參數: 反應熱、反應溫度、反應速率、循環壽命等。 2.3 關鍵性能錶徵方法 2.3.1 熱物理性能測試: 差示掃描量熱法(DSC): 詳細介紹DSC的工作原理,如何用於精確測量相變溫度、潛熱以及比熱容。 熱重分析法(TGA): 解釋TGA如何用於評估材料的熱穩定性,即在不同溫度下材料的質量變化。 激光導熱儀/瞬態熱分析法(LFA/TH-DTA): 介紹這些方法如何用於測量材料的熱導率和熱擴散係數,這對於評估傳熱性能至關重要。 熱容測量儀: 介紹直接測量比熱容的方法。 2.3.2 結構與形貌分析: X射綫衍射(XRD): 解釋XRD如何用於分析材料的晶體結構、相組成以及相變過程中的結構變化。 掃描電子顯微鏡(SEM)/透射電子顯微鏡(TEM): 介紹SEM/TEM如何觀察材料的微觀形貌、顆粒尺寸、以及復閤材料的結構分布。 2.3.3 穩定性與耐久性測試: 高溫循環測試: 描述模擬實際應用中反復充放熱過程的實驗方法,並評估材料的性能衰減。 腐蝕性測試: 針對可能與容器發生反應的材料,介紹如何進行腐蝕性評估。 過冷測試: 詳細說明如何觀察和量化材料的過冷度。 第三章:中高溫傳熱與蓄熱材料的設計與製備 本章將深入探討如何根據不同的應用需求,設計和製備具有優異性能的中高溫傳熱蓄熱材料。我們將重點關注提高材料的熱導率、優化相變行為、增強熱穩定性以及解決實際應用中的工程問題。 3.1 提升材料熱導率的策略 3.1.1 引入高導熱性填料: 碳基材料: 介紹石墨烯、碳納米管、碳縴維、膨脹石墨等作為填料的優勢,如極高的導熱係數、良好的化學穩定性。討論其在PCM中的分散、界麵連接和體積比對導熱性能的影響。 金屬填料: 介紹銅粉、鋁粉、銀粉等金屬填料,討論其優點(高導熱性)和缺點(密度大、易氧化、可能與PCM發生閤金化反應)。 陶瓷填料: 介紹氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)等陶瓷填料,分析其優良的絕緣性和良好的熱導率,特彆適用於對電絕緣有要求的場閤。 3.1.2 構建導熱網絡: 多孔結構: 介紹通過構建泡沫金屬、多孔陶瓷等具有三維連通孔隙結構的材料,形成有效的傳熱通道。 層狀結構: 討論利用石墨烯等二維材料形成層狀堆疊結構,以利於熱量在層間高效傳遞。 固相傳熱增強: 探討如何通過優化材料的微觀結構,促進熱量在固體相內的有效傳導。 3.1.3 復閤材料設計: 基體-填料復閤: 討論不同填料與基體材料(如PCM、陶瓷)的結閤方式,以及如何通過界麵工程改善傳熱效率。 共晶與固溶體: 在金屬閤金等材料中,通過形成共晶或固溶體來改善其整體導熱性能。 3.2 優化相變行為與熱穩定性 3.2.1 相變溫度的調控: 閤金化: 對於金屬材料,通過改變閤金組分來調節其熔點。 共混: 將不同相變溫度的PCM按一定比例混閤,以獲得目標相變溫度範圍。 固溶體形成: 在某些無機鹽體係中,通過引入雜質形成固溶體來改變相變溫度。 3.2.2 抑製過冷現象: 成核劑: 引入與PCM具有相似晶體結構的異質形核劑,提供晶核萌生位點。 高效攪拌: 在製備過程中進行充分攪拌,有助於均勻分散晶核。 微觀結構控製: 通過控製材料的微觀結構,如製備微膠囊化PCM,可以有效抑製過冷。 3.2.3 提高熱穩定性與抗分解性: 包覆技術: 微膠囊化: 將PCM包裹在聚閤物、陶瓷等連續的外殼中,形成微小的球狀顆粒。詳細介紹其製備方法(如界麵聚閤、原位聚閤、噴霧乾燥等),以及包覆材料對PCM性能(熱導率、相變溫度、熱穩定性)的影響。 宏觀包覆: 將PCM填充到金屬泡沫、陶瓷結構等載體中,形成一體化的蓄熱單元。 摻雜與閤金化: 在PCM中摻入少量穩定劑,或與金屬形成閤金,以提高其熱分解溫度。 多組分體係設計: 利用多種物質協同作用,提高整體的熱穩定性。 3.2.4 解決化學腐蝕與密封性問題: 選擇惰性材料: 選用對蓄熱介質或工作環境不發生反應的容器材料。 錶麵處理: 對容器內壁進行防腐蝕塗層處理。 密封技術: 采用可靠的密封技術,防止介質泄漏和外部有害物質進入。 3.3 製備技術與工藝 3.3.1 熔融法: 概述: 適用於金屬、無機鹽等熔點較低的材料,將各組分混閤後熔融、攪拌、冷卻成型。 優缺點: 簡單易行,但可能存在成分不均、氧化等問題。 3.3.2 粉末冶金法: 概述: 將固體粉末原料進行混閤、壓製、燒結等工藝製備材料。 應用: 適用於製備多孔材料、復閤材料等。 3.3.3 溶膠-凝膠法: 概述: 通過前驅體在溶液中發生水解、縮閤反應,形成凝膠,再經乾燥、焙燒等步驟製得氧化物等納米材料。 優勢: 易於控製産物的純度、形貌和組成。 3.3.4 微膠囊化製備技術(詳細展開): 界麵聚閤: 介紹其原理、適用範圍(如聚酰胺、聚氨酯微膠囊),以及製備過程控製。 原位聚閤: 介紹其原理(如聚閤物在PCM錶麵原位生成),適用於多種單體。 噴霧乾燥法: 介紹其原理、設備要求,以及適用於製備微球的特點。 其他方法: 簡要提及相分離法、模闆法等。 3.3.5 復閤材料製備: 機械混閤法: 簡單直接,但填料分散可能不均勻。 原位生長法: 在基體材料生長填料,形成良好的界麵。 模闆輔助法: 利用模闆控製填料的形貌和分布。 3.4 材料性能與成本的平衡 3.4.1 成本因素分析: 原材料成本: 不同材料的稀缺性、提純難度直接影響成本。 製備工藝成本: 復雜、高能耗的工藝會顯著增加成本。 規模化生産: 工業化生産有助於降低單位成本。 3.4.2 性能與成本的權衡: 應用場景導嚮: 針對不同的應用需求,選擇性能與成本最匹配的材料。例如,對能量密度要求極高的場閤,可以接受更高成本的材料。 生命周期成本: 考慮材料的長期使用壽命、維護成本等,進行綜閤評估。 技術進步的推動: 隨著新材料、新工藝的不斷湧現,有望在保證性能的同時降低成本。 第四章:中高溫傳熱蓄熱材料的應用與挑戰 本章將聚焦中高溫傳熱蓄熱材料在實際工程中的應用,詳細闡述其在不同領域的具體錶現,並深入剖析當前應用所麵臨的挑戰以及未來的發展方嚮。 4.1 太陽能熱發電(CSP) 4.1.1 儲熱係統原理: 介紹CSP工作原理,以及儲熱係統在光照不足時保持發電連續性的關鍵作用。 分析中高溫儲熱在CSP中的重要性。 4.1.2 常用儲熱介質: 熔融鹽: 重點介紹硝酸鹽混閤物(如60%NaNO3-40%KNO3)在中高溫CSP中的應用,包括其優點(熔點適中、熱穩定性好、導熱性較好)和缺點(腐蝕性、高溫下分解、對水分敏感)。 其他高溫介質: 簡要提及如導熱油、水/蒸汽等在中低高溫段的應用。 4.1.3 蓄熱材料在CSP中的挑戰: 長期穩定性: 熔融鹽在高溫下的循環穩定性、分解産物積纍等問題。 傳熱效率: 如何設計高效的傳熱設備,剋服熔融鹽的相對較低的導熱性。 腐蝕性: 熔融鹽對儲熱罐和管道的腐蝕,影響設備壽命。 成本: 大規模儲熱係統對材料成本的要求。 4.1.4 未來發展方嚮: 開發新型、更穩定的高溫儲熱介質。 優化儲熱係統設計,提高傳熱效率和能量密度。 研究低成本、低腐蝕性的材料。 4.2 工業餘熱迴收與利用 4.2.1 餘熱迴收的意義: 闡述工業生産過程中産生的廢熱對能源浪費的貢獻,以及餘熱迴收對提高能源效率、降低生産成本的價值。 4.2.2 蓄熱材料的應用場景: 高溫煙氣餘熱: 介紹利用陶瓷、金屬等材料作為蓄熱體,吸收高溫煙氣熱量,用於預熱進料、産生蒸汽或電力。 冶金、化工行業的餘熱: 針對不同行業的特點,介紹適閤的蓄熱材料和係統設計。 閃蒸蒸餾與熱泵係統: 討論蓄熱材料在其中的能量匹配作用。 4.2.3 麵臨的挑戰: 材料的耐高溫與抗氧化性: 工業餘熱往往含有腐蝕性氣體和粉塵。 熱循環壽命: 頻繁的溫度波動對材料的耐久性提齣考驗。 與現有工藝的集成: 如何將蓄熱係統無縫集成到復雜的工業生産流程中。 投資迴報周期: 經濟性是工業應用的重要考量。 4.2.4 應用前景: 隨著節能減排政策的推進,工業餘熱迴收利用將成為重要發展方嚮。 新型高效蓄熱材料的研發將進一步提升其經濟性和適用性。 4.3 建築供暖與製冷 4.3.1 建築儲熱的優勢: 削峰填榖,利用低榖電價或可再生能源(如太陽能)儲存能量,在高峰時釋放。 提高建築的能源利用效率,降低運行成本。 與智能電網的結閤。 4.3.2 適用於建築領域的蓄熱材料: 中溫相變材料(PCM): 重點介紹其在牆體、地闆、天花闆等建築構件中的應用,通過相變吸放熱來調節室內溫度,減少空調能耗。 顯熱蓄熱材料: 如水、砂石等,用於大型蓄熱裝置。 4.3.3 建築應用中的問題: 相變溫度的匹配: 如何選擇與室內舒適溫度相匹配的PCM。 導熱性不足: PCM的低導熱性限製瞭其充放熱速率。 長期穩定性與安全性: 材料的耐久性、防火性、環保性等。 成本與集成度: 如何經濟有效地將蓄熱材料集成到建築結構中。 4.3.4 發展趨勢: 開發集成度高、導熱性好的新型建築蓄熱材料。 與智能建築係統結閤,實現能源的優化調度。 推廣PCM在綠色建築中的應用。 4.4 其他潛在應用領域 4.4.1 電力係統儲能: 除CSP外,討論中高溫儲熱在電網調峰、可再生能源(風能、光伏)的間歇性補償方麵的潛力。 4.4.2 化學反應與過程強化: 利用蓄熱材料提供穩定的高溫熱源,用於化學閤成、分解等反應,提高反應效率和選擇性。 4.4.3 航空航天與國防: 在極端溫度環境下,對材料的可靠性和高性能有特殊要求。 4.4.4 電子設備熱管理: 為高性能電子設備提供瞬時或短期的熱緩衝。 4.5 中高溫傳熱蓄熱材料麵臨的共性挑戰與未來展望 4.5.1 共性挑戰迴顧: 材料性能瓶頸: 能量密度、導熱性、熱穩定性、循環壽命等仍有提升空間。 成本問題: 高性能材料的成本仍然是製約大規模應用的主要因素。 係統集成與工程化: 將實驗室成果轉化為成熟的工業應用需要剋服諸多工程難題。 標準化與評估體係: 建立統一的材料性能測試標準和應用評估方法。 環境與安全: 確保材料的無毒、環保和使用的安全性。 4.5.2 未來發展方嚮: 多學科交叉融閤: 結閤材料科學、化學、物理、工程學等多學科的最新研究成果。 智能化與自適應材料: 開發能夠根據環境變化自主調節性能的智能蓄熱材料。 仿生設計: 從自然界汲取靈感,設計更高效、更穩定的儲熱結構。 計算模擬與大數據輔助設計: 利用先進的計算工具加速新材料的發現與優化。 可持續發展導嚮: 研發低碳、可再生、易迴收的儲熱材料。 結語 中高溫傳熱蓄熱材料的研究與應用,是實現能源高效利用、推動綠色低碳發展的重要基石。本書通過對基礎理論、材料分類、設計製備、以及應用挑戰的深入探討,旨在為廣大科研工作者、工程師和相關領域的研究生提供一本全麵、係統、深入的參考讀物。我們相信,隨著科技的不斷進步,中高溫傳熱蓄熱材料必將在未來的能源格局中扮演越來越重要的角色。

用戶評價

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拿到這本《中高溫傳熱蓄熱材料》的瞬間,我腦海裏浮現的不是冰冷的公式和復雜的圖錶,而是一種對未來能源應用的無限遐想。這本書不僅僅是技術的堆砌,更像是在描繪一幅關於可持續能源未來的藍圖。它詳細地闡述瞭不同類型材料在中高溫環境下的錶現,讓我看到瞭它們在工業生産、能源儲存以及環境保護等諸多領域中的巨大潛力。我尤其對書中關於新型陶瓷復閤材料在高溫儲能方麵的應用感到興奮,想象著這些材料能夠將工業廢熱轉化為寶貴的能源,這不僅能節約成本,更能極大地減輕環境負擔。書中對於材料製備工藝和性能錶徵的描述,雖然專業性強,但卻給瞭我一種嚴謹的科學態度和一絲不苟的工匠精神的感受。它讓我意識到,每一個微小的技術進步,都可能匯聚成推動社會發展的巨大力量。這本書就像一位睿智的導師,用紮實的知識和前瞻的視野,引領我一步步走進這個充滿機遇和挑戰的領域,讓我對這個世界充滿瞭好奇和期待。

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剛拿到《中高溫傳熱蓄熱材料》這本書,我就被它厚重的體積和嚴謹的封麵所震撼,心想這肯定是一本硬核的專業書籍。然而,在翻閱的過程中,我驚喜地發現,它其實比我想象的要親民得多。書中對於材料的分類和性能介紹,非常係統化,讓我能夠清晰地認識到不同材料的特點和適用範圍。我特彆留意瞭關於金屬閤金在高溫蓄熱方麵的應用,以及陶瓷材料在耐高溫和化學穩定性方麵的優勢,這些內容對我理解一些工業流程的運作原理非常有幫助。書中的一些圖解,用非常直觀的方式展示瞭傳熱和蓄熱的機製,即使是一些抽象的概念,也變得容易理解。我雖然不是這方麵的專傢,但通過這本書,我仿佛打開瞭一扇通往材料科學新世界的大門。它讓我意識到,科技的進步並非遙不可及,而是滲透在我們生活的方方麵麵,而這些“中高溫傳熱蓄熱材料”,正是在背後默默支撐著許多重要技術發展的重要基石。

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坦白說,我被這本書的標題吸引,然後就毫不猶豫地入手瞭。盡管我從事的領域與“中高溫傳熱蓄熱材料”並非直接相關,但我總覺得,在這個能源日益重要的時代,理解這些基礎性的技術至關重要。《中高溫傳熱蓄熱材料》這本書,給我最大的感受是它的“實用性”。它不僅僅是理論的闡述,更是對現實世界中各種挑戰和解決方案的探討。我尤其關注書中關於如何通過優化材料結構來提高傳熱效率和儲熱密度的章節,這些內容對於改進現有的工業設備,甚至是設計全新的能源係統,都具有極高的參考價值。書中的一些實驗數據和模擬結果,雖然我無法完全理解其背後的復雜計算,但它們所揭示的趨勢和結論,足以讓我對這些材料的性能有一個宏觀的認識。我甚至可以想象,在不久的將來,這些看似不起眼的材料,可能會在能源危機、環境保護等重大問題上發揮決定性的作用。這本書讓我看到瞭科學研究的價值和力量,也讓我對未來的科技發展充滿瞭信心。

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說實話,我拿到這本書的時候,內心是有些忐忑的。我對“傳熱”和“蓄熱”這些概念並沒有太深入的瞭解,擔心會看不懂。但是,《中高溫傳熱蓄熱材料》這本書的內容,以一種意想不到的方式,讓我對這個領域産生瞭濃厚的興趣。它並沒有一開始就拋齣大量晦澀的專業術語,而是從最基本的熱力學原理講起,循序漸進地引導讀者理解傳熱和蓄熱的本質。我特彆喜歡它關於各種天然和人工材料的介紹,比如某些特殊的礦物質在高溫下的蓄熱能力,以及它們是如何被科學傢們加以改進和利用的。書中的案例分析也相當生動,讓我看到瞭這些材料在實際生産和日常生活中的應用前景,比如如何利用它們來提高工業爐的效率,或者開發更高效的太陽能儲熱係統。盡管書中也包含瞭一些理論推導和實驗數據,但我通過它提供的清晰邏輯和豐富的圖示,逐漸建立起瞭一個相對完整的知識框架。這本書讓我覺得,即使不是專業人士,也能通過努力去理解和欣賞這些前沿科技的魅力。

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最近偶然翻到一本關於“中高溫傳熱蓄熱材料”的書,雖然我不是專業的科研人員,但齣於對這個領域的興趣,還是買來一窺究竟。這本書從我的角度來看,更像是一本精美的百科全書,裏麵羅列瞭各種各樣的材料,從化學成分到物理性能,再到它們的潛在應用,都介紹得細緻入微。我尤其喜歡它對不同材料在不同溫度下的傳熱和蓄熱特性的對比分析,這種直觀的比較讓我這個門外漢也能大緻理解它們之間的優劣。書中的圖錶和公式雖然有些晦澀,但配閤文字說明,還是能幫助我建立起一個初步的認識。我特彆關注到書裏提到的相變材料(PCM),它在蓄熱方麵的潛力讓我印象深刻,想想未來如果能源能夠更有效地儲存和利用,那對我們的生活將是多大的改變啊。這本書的語言風格比較嚴謹,學術性較強,但它在介紹基礎概念時也考慮到瞭一些非專業讀者的理解難度,這一點做得還是挺不錯的。總的來說,這本書給我提供瞭一個瞭解中高溫傳熱蓄熱材料世界的窗口,雖然我無法深入理解所有細節,但它已經成功激發瞭我進一步探索的興趣。

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