浸蜡表面结构在材料控温中的应用探索开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

在晴朗微风的晚上,被太阳加热了一整天的空气不断向外散热使自身温度降低。近地面的空气在晚间除受自身辐射冷却外,还受到地面辐射冷却的双重影响,气温不断降低。像这样,采用具有强的选择性热辐射(大气辐射窗口波段)、太阳光波段吸收极低的材料,可以实现材料降温至环境温度以下的目的。这类膜层的应用有助于减少有降温需求场合的耗能,可以节省能源、减轻环境污染等。

辐射散热(降温)即物体将自身热量通过特定波段的波经穿过大气层中散发到太空中的绝对低温环境里的一种散热(降温)方式。这种相当于采集宇宙寒冷的热力资源技术,在被动建筑制冷、制冷、可再生能源采集等领域有着广泛的应用前景。

比如,在日常供电的环节中,从发电厂到用电单位的整个传输过程中都会产生大量的废热;装有大量服务器的数据中心机房等地每年耗费大量能源用于散热降温;炎炎夏日,为了更加舒适和安逸的生活,空调风扇也是运转不停。与这些地方和环境目前大多数采用的需要能量和资源来驱散热量的冷却方法不同,辐射冷却是将地球自然冷却的方法进行增强。这样的降温冷却方式必将是极其高效、清洁以及节能的。

现有的辐射冷却技术均采用静态结构,缺乏基于需求的自适应调节能力。美国斯坦福大学电气工程系金兹顿实验室的Masashi Ono等人提出了基于相变材料的自适应辐射冷却的概念。相变材料(PCMs)是指随温度变化而形态(相)改变并能吸收或释放大量潜热的物质,并且在相变过程中保持温度恒定。正是因为它的这几项特点,所以在材料控温中备受青睐。

相变材料包括固-固相变材料和固-液相变材料。

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