Фазопереходный теплоаккумулирующий материал

Фазопереходный теплоаккумулирующий материал

Реферат

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам и может быть использовано для термостатирования объекта в условиях охлаждения или нагрева извне, в частности в медицине для хранения и транспортировки живых тканей и органов, в приборостроении при создании фазопереходных исполнительных датчиков, работающих при низких температурах.

Известен теплоаккумулирующий материал, содержащий, мас.%:

Генэйкозан	3-4
Пальмитиновую кислоту	1-2
Октадекан	остальное

имеющий температуру плавления 23,5±0,5°С и теплоту плавления 250 кДж/кг (Патент Российской Федерации №2084485, 6 С 09 К 5/06, 20.07.97 Бюл. №22).

Недостатком аналога является слишком высокая температура плавления, что делает невозможным применение в фазопереходных исполнительных датчиках и других теплоаккумуляторах, работающих при низких температурах.

Наиболее близким по технической сущности является теплоаккумулирующий материал на основе предельных углеводородов, содержащий, мас.%:

Генэйкозан	1,5-7,5
Пальмитиновую кислоту	1,0-7,5
Тетрадекан	остальное

имеющий температуру плавления 3,8±0,2°С и теплоту плавления 218±0,5 кДж/кг (Патент Российской Федерации №2084486, 6 С 09 К 5/06, 20.07.97 Бюл. №22).

Недостатком прототипа является слишком высокая температура его плавления. Использование этого материала не возможно для применения в фазопереходных исполнительных датчиках и других теплоаккумуляторах, работающих при низких температурах.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава для использования в качестве фазопереходного теплоаккумулирующего материала при низкой температуре - 65°С.

Техническим результатом является понижение температуры работы фазопереходного теплоаккумулирующего материала.

Технический результат достигается тем, что предложенный фазопереходный теплоаккумулирующий материал, содержащий предельный углеводород-тетрадекан, дополнительно содержит октан и нонан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Октан	52,5-54,1
Нонан	43,9-45,5
Тетрадекан	остальное

В таблице №1 приведены физико-химические характеристики компонентов предложенного фазопереходного теплоаккумулирующего материала, которые показывают, что свойства компонентов различаются между собой и только при предложенном соотношении компонентов возможно достичь эвтектическую точку.

Таблица №1
Физико-химические характеристики используемых компонентов
Характеристика\Компонент	Октан	Нонан	Тетрадекан
Плотность (кг/м3)	702,2	717,6	762
Вязкость (н*сек/м2)	0,542	0,714	0,914
Молекулярная масса (г/моль)	114,22	128,25	198,4
Температура плавления °С	-56,8	-53,5	5,9
Теплота фазового перехода (кДж/кг)	181,15	120,26	227,3
Внешний вид при н.у.	прозрачная жидкость	прозрачная жидкость	прозрачная жидкость

Предложенное соотношение компонентов октана и нонана в фазопереходном теплоаккумулирующем материале, содержащем тетрадекан, позволяет получить состав подходящий для использования в фазопереходных исполнительных датчиках, работающих при низких температурах. Кроме того, относительно высокая теплота фазового перехода жидкое - твердое позволяет использовать данный состав как теплоаккумулятор, работающий при низкой температуре - 65°С.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемый технический результат.

Фазопереходный теплоаккумулирующий материал готовят следующим образом.

Расчетное количество октана, нонана и тетрадекана сливают в одну лабораторную посуду и тщательно смешивают. При этом получают прозрачный раствор с характерным запахом предельных углеводородов.

Пример №1. Оптимальное соотношение компонентов

В лабораторную посуду помещают 53,3 г октана, 44,7 г нонана и 2 г тетрадекана и тщательно перемешивают. Полученный состав обладает свойствами приведенными в таблице №2.

Пример №2. Минимальное соотношение компонентов

В лабораторную посуду помещают 52,5 г октана, 43,9 г нонана и 3,6 г тетрадекана и тщательно перемешивают. Полученный состав обладает свойствами, приведенными в таблице №2.

Пример №3 Максимальное соотношение компонентов.

В лабораторную посуду помещают 54,1 г октана, 45,5 г нонана и 0,4 г тетрадекана и тщательно перемешивают. Полученный состав обладает свойствами, приведенными в таблице №2.

Основными показателями для фазопереходных теплоаккумулирующих материалов являются температура и теплота фазового перехода жидкое - твердое. Оба показателя определяли на приборе ДСК-2М.

Как показали исследования, при получении фазопереходного теплоаккумулирующего материала образуется теплоаккумулирующий состав, имеющий жидкое состояние. Низкая температура кристаллизации и относительно высокая теплота фазового перехода позволяют использовать этот состав в фазопереходных исполнительных датчиках и других теплоаккумуляторах, работающих при низких температурах.

Ниже приведены составы и свойства предлагаемого изобретения "фазопереходный теплоаккумулирующий материал"

Таблица №2
Составы и свойства фазопереходного теплоаккумулирующего материала
Материал	Состав, мас.%	Температ. плавл. °С	Теплота плавл. кДж/кг
	Гептан	октан	тетрадекан
Минимальный	52,5	43,9	остальное	-63,2	201
Оптимальный	53,3	44,7	остальное	-65,6	203
Максимальный	54,1	45,5	остальное	-63,7	202

Фазопереходный теплоаккумулирующий материал, содержащий предельный углеводород тетрадекан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит октан и нонан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Октан	52,5-54,1
Нонан	43,9-45,5
Тетрадекан	Остальное