吸附制冷用混合吸附剂导热性能的研究.pdf

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1、第41卷第5期化工机械577吸附制冷用混合吸附剂导热性能的研究高佼+杨晓林艳何燕(青岛科技大学机电工程学院)摘要用水溶液挤压法制备了24个caCl：／ENG成型混合吸附剂样品，利用目前闪光扩散法测量导热系数最先进的仪器——LFA“7激光导热仪对样品进行了导热系数的测试。研究表明：挤压法制备的样品垂直于压力方向上的导热系数高于平行于压力方向上的，大约是其1．1—1．2倍，具有各向异性；在一定范围内，随着固化密度的增加导热系数不断增加，随着氯化钙和膨胀石墨质量比的减小导热系数也不断增大；在氯化钙和ENG的质量比为2：l，固化密度从600kg／m3增加到700kg／m3的过程中导热系数增加得最

2、为明显，固化密度和膨胀石墨的含量对成型吸附剂样品的导热系数的影响有耦合作用。关键词吸附制冷导热系数固化密度各向异性中图分类号TQ047文献标识码A文章编号0254_6094(2014)05-0577m4吸附制冷作为一种新型的绿色制冷技术与当前环境、能源发展的总趋势相吻合。然而其效率低一直是一个弱势，因此研制一种再生温度低、具有高传热特性的吸附剂成为吸附制冷领域的热点课题之一¨。。王凯等通过平行热线法对固化氯化钙／膨胀石墨混合吸附剂进行了导热系数的测试，其值最高可达7．2W／(m·K)旧o。田波利用自己搭建的实验台测试了氯化钙／膨胀石墨的导热系数，由于此装置在测试过程中样品是暴露在空气中的

3、，样品很容易吸水，所以实验结果误差很大⋯。从以上的文献可以看出，以往的研究都没有对挤压法制备的混合吸附剂的各向异性进行研究，而且没有对混合吸附剂的导热性能随着各因素变化的原因进行深入的分析¨。。笔者采用LFA447激光导热仪对样品进行了导热系数的测试。分析了样品中各组分质量比例的不同和样品固化密度的不同对其导热性能的影响，并且研究了在其他条件相同情况下disk样品(压制方向与测试方向平行)和plate样品(压制方向与测试方向垂直)导热系数不同的原因。通过实验发现在其他条件固定时挤压法制备的plate样品要比disk样品的导热系数高，大约是1．2倍，说明了样品的各向异性。同时得出了氯化钙一

4、膨胀石墨混合吸附剂在一定范围内在固定的质量比下随着固化密度的增大，导热性能不断增强，在相同的固化密度下随着氯化钙一膨胀石墨质量比的增大导热系数不断减小的结论。1实验材料和方法1．1材料实验所用的材料包括：无水氯化钙(含量不少于96％，天津市北辰方正试剂厂)和膨胀石墨(孑L径约为10～1000nm数量级，比表面积在100m2／g左右，青岛莱西市北墅福利化工厂)。1．2实验仪器及设备实验设备包括：真空干燥箱(DzF_6021)；激光导热仪为德国耐驰LFA477；液压式万能材料实验机(浙江省金华实验机厂)；DFl集热式磁力搅拌器(江苏金坛环宇科学仪器厂)；两套模具。1．3水溶液挤压法制备cac

5、l：／ENG成型混合吸附剂按氯化钙：膨胀石墨质量比为3：l称取一定量的氯化钙(159)和膨胀石墨(59)，将氯化钙倒入烧杯中，再往烧杯中加入一定量的去离子水配制成氯化钙饱和溶液；在饱和氯化钙溶液中加入59膨胀石墨，不停搅拌使膨胀石墨被氯化钙溶液}高佼，女，1988年12月生，硕士研究生。山东省青岛市，26606l。578化工机械2014年完全浸润湿；将烧杯放置于90℃的油浴锅中，并用磁力搅拌器强力搅拌使膨胀石墨和盐溶液混合均匀而不发生分层现象，直到水分基本被蒸发；将基本不含水分的烧杯放入真空干燥箱中120℃条件下干燥24h到水分完全挥发，将样品保存在干燥箱中备用，用同样的方法制备氯化钙与

6、膨胀石墨质量比为2：1、1：1的样品。由于激光导热仪要求测试样品为直径12．6mm，厚度2mm的小圆片，笔者设计了一套模具。要研究成型混合吸附剂的固化密度对其导热性能的影响，为了研究的方便和规律性，选取样品的固化密度分别为500、600、700、800kg／m3。以固化密度为500kg／m3的成型混合吸附剂的制备为例，确定了所要样品的密度和大小就很容易算出所需要的粉末混合吸附剂的质量为0．12469，用天平称取0．12469质量比为3：1的样品倒人模腔内，将模具放到压力机上，固化时按照所要的尺寸在压杆上做个标记，当厚度达到2mm时停止，这样就得到了固化密度为500kg／m3的成型混合吸附

7、剂。用同样的方法制备出质量比为2：1、l：1条件下4种不同固化密度的样品。然而导热仪只能测试样品轴向方向的导热系数不能测试径向方向的导热系数，也就是上述方法制备的样品导热系数的测试方向与压力方向相平行(disk样品)。为了研究样品的导热系数的各向异性设计了另外一套模具，用和制备disk样品一样的方法加工出体积为20mm×20mm×8mm的长方体，然后用线切割切出一个直径为12．6mm、厚度为2●量良辍垛蕞曲固化密度，kg·m。a．d