Mejora de las propiedades térmicas y de transferencia térmica de materiales compuestos de cambio de fase de cenizas de combustión de lodo/nitrato de potasio

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摘要

La producción industrial y la vida urbana generan grandes cantidades de aguas residuales y lodos, cuyo enterramiento daña gravemente el medio ambiente ecológico. Para la utilización a gran escala de lodos municipales, y la conversión de desechos en recursos, preparando materiales de almacenamiento térmico de bajo carbono y bajo costo, se propone añadir carburo de silicio, nitruro de boro y grafito expandido como agentes de mejora térmica para fortalecer el rendimiento térmico de materiales compuestos de cambio de fase a base de cenizas de combustión de lodo/nitrato de potasio (50% cenizas de combustión de lodo + 50% nitrato de potasio). A través de la preparación de materiales compuestos de cambio de fase, se estudió el efecto de los agentes de mejora térmica en las propiedades térmicas de los materiales compuestos. Los resultados muestran que el grafito expandido no es adecuado como agente de mejora térmica para los materiales compuestos de cenizas de combustión de lodo/nitrato de potasio; la adición de un 2% en masa de agente de mejora térmica es óptima para mejorar el calor latente de fusión, y la adición de nitruro de boro es mejor que la de carburo de silicio; la muestra con un 2% de nitruro de boro muestra la mayor mejora en el coeficiente de conductividad térmica, con incrementos respectivos del 65%, 93%, 117% y 203% entre 100 y 400 °C en comparación con la muestra SC3 (sin agente). Después de 1000 ciclos de calentamiento/enfriamiento, el calor latente de la muestra con un 2% de nitruro de boro es de 35,29 J/g y la densidad de almacenamiento térmico es de 292,1 J/g, mientras que la muestra con un 2% de carburo de silicio tiene un calor latente de 40,90 J/g y una densidad de almacenamiento de 334,9 J/g; las velocidades de transferencia térmica de las muestras con un 2% de carburo de silicio y nitruro de boro son 0,16 y 0,17 °C/s respectivamente. Los resultados preliminares demuestran la viabilidad de usar carburo de silicio y nitruro de boro como agentes de mejora térmica para estos materiales compuestos.

关键词

Cenizas de combustión de lodo; Nitrato de potasio; Materiales compuestos de cambio de fase; Agentes de mejora térmica; Propiedades de almacenamiento térmico; Estabilidad térmica

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