基于T-history法的脂肪酸相变材料的凝固-熔化动力学模型及关键参数.pdfVIP

第13卷第8期储能科学与技术Vol.13No.8

2024年8月EnergyStorageScienceandTechnologyAug.2024

储能材料与器件

基于T-history法的脂肪酸相变材料的凝固-熔化动力学模型及关键

参数

刘思麟，曹晓玲，张沛璐，冷子瑜

（西南交通大学机械工程学院，四川成都610031）

摘要：相变材料的熔化、结晶特性对相变储能具有重要意义，现有相变模型设定相分数与温度区间呈线性关

系，未能考虑温度变化速率对相变过程的影响，因而在有关应用中的预测准确率较低。为研究温度与温度变化

速率共同作用下的两相转化规律，对相变过程进行了理论分析，以相分数作为关键参数，通过固相和液相的

PCM组分之间的可逆反应建立凝固-熔化动力学模型。设定Avrami方程作为模型中的反应函数，以Arrhenius方

程作为模型中的速率函数。选用建筑领域常用的脂肪酸类相变材料正癸酸、月桂酸、辛酸作为实验材料，采用

T-history法，通过等温结晶实验对Avrami方程进行拟合验证。经过验证证实Avrami方程与等温结晶实验所获得

数据之间呈现出高度一致性与可靠性之后，通过非等温实验测试获得相变材料在不同温度与温度变化速率下的

热力学信息，结合热分析动力学方法，对模型中的关键动力学参数研究测定。研究结果表明：活化能与常数因

子变化趋势一致且存在互补效应，不同相变材料的活化能与常数因子大小不同，随相变过程进行，变化情况不

同。反应级数随着温度变化速率的增大而减小，且凝固过程的反应级数普遍大于熔化过程。

关键词：Avrami模型；相变动力学模型；T-history法；动力学参数

doi：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0172

中图分类号：TK02文献标志码：A文章编号：2095-4239（2024）08-2634-15

Determinationofthekineticparametersoffattyacid