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本文研究了一种含有纳米封装相变材料 (PCM) 和金属壳材料的创新传热流体在太阳能储热系统中的光热转换性能。研究并比较了壳厚度、芯尺寸、壳材料类型、PCM 质量和壳体积浓度对储热介质热性能的影响。结果表明，水基 Ag、Au、Cu 和 Al 纳米流体的传热速率分别为 6.89、5.86、7.05 和 6.99 W，而在纯水中添加石蜡@Ag、Au、Cu 和 Al 纳米胶囊形成的浆液分别使传热提高了 6.18%、13.38%、10.8 和 11.33%。基于金属纳米颗粒的壳材料通过增强储热介质的太阳辐射捕获能力进一步增加了温度和能量存储增益。具体而言，根据 PCM 的质量浓度，石蜡@Cu 浆料的存储容量增加了 290%。由于 Ag 颗粒的壳厚度也从 8 纳米减小到 2 纳米，它使浆料的热能存储能力增加了 7%。然而，纳米胶囊尺寸的增大导致表面积与体积比 (SA:V) 聚集，从而降低了浆料的光热转换。因此，随着核尺寸从 10 纳米增加到 40 纳米，石蜡@Cu 浆料的热能存储行为降低了 5%。此外，壳中 Al 颗粒的体积浓度的增加令人惊讶地使热能存储降低了 5%。最后，还对石蜡基固体 PCM 进行了实验测试，以验证不同风速和太阳辐射下的比热容模型。
储能杂志
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