збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2022, том 20, випуск 3
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски Автори PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2022

 / 

том 20 / 

випуск 3

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

Yana Hlek, Olga Khliyeva, Dmytro Ivchenko, Mykola Lapardin, Viacheslav Khalak, and Vitaly Zhelezny
Express Method of Experimental Investigation of the Effect of Carbon Nanostructures on the Caloric Properties of Paraffin Wax
0745–0760 (2022)

PACS numbers: 07.20.Fw, 64.60.Ej, 64.70.D-, 68.35.bp, 81.70.Pg, 82.60.Fa, 84.60.Ve

Раціональний вибір компонентів композитних термоакумулювальних матеріялів (ТАМ) із фазовим переходом на основі технічного парафіну (ТП) та вуглецевих наноструктур сприятиме підвищенню ефективности термоакумуляторів. Запропоновано нову конструкцію експериментальної установки для міряння калоричних властивостей композитних ТАМ з фазовим переходом, яка вирізняється простотою конструкції, низькою вартістю та можливістю візуального спостереження за досліджуваним зразком. Застосування установки доречно для оцінювання доцільности подальшого вивчення композитних ТАМ. Об’єктами експериментального дослідження були: технічний парафін з температурою топлення у 53,5ºС, парафін із вмістом 0,000936 г·г-1 фуллерену C60 і парафін із вмістом 0,111 г·г-1 терморозширеного графіту (ТРГ). Присутність ТРГ в парафіні сприяє незначному пониженню температур початку та кінця фазового переходу (0,5–2,0ºС); присутність C60 практично не впливає на ці параметри. Повна ентальпія фазового переходу для ТП/ТРГ була на 15–21% меншою, а для ТП/C60 — на 7–16% вищою, ніж для ТП. Присутність ТРГ сприяє пониженню тепломісткости рідкої фази парафіну на 10–16%, присутність С60 — збільшенню тепломісткости на 7–15%. Одержані ефекти можуть бути пояснені як присутністю самих вуглецевих наноструктур, так і зміною структури парафіну через їхню присутність у парафіні. Показано доцільність подальших досліджень композитних ТАМ на основі парафіну та вуглецевих наноструктур задля підтвердження одержаних ефектів для PW/C60 і з метою пошуку раціональної концентрації ТРГ у ТП/ТРГ.

Keywords: термоакумулювання, технічний парафін, фуллерен С60, терморозширений графіт, питома ізобарна тепломісткість, повна ентальпія фазового переходу.


References
  1. K. Faraj, M. Khaled, J. Faraj, F. Hachem, and C. Castelain, J. Energy Storage, 33: 101913 (2021); https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101913
  2. P. K. S. Rathore and S. K. Shukla, Renewable Energy, 176: 295 (2021); https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.05.068
  3. O. Khliyeva, V. Zhelezny, A. Paskal, Yа. Hlek, and D. Ivchenko, East.-Eur. J. Enterp. Technol., 4, No. 5 (112): 12 (2021); https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239065
  4. O. Khliyeva, V. Zhelezny, A. Nikulin, M. Lapardin, D. Ivchenko, and E. Palomo del Barrio, Proc. 11th Int. Conf. ‘Nanomaterials: Applications & Properties’ (September 5–11, 2021, Odesa, Ukraine), TPNS04-2; https://doi.org/10.1109/NAP51885.2021.9568522
  5. N. O. Mchedlov-Petrossyan, Chemical Reviews, 113, No. 7: 5149 (2013); https://doi.org/10.1021/cr3005026
  6. Y. Zhao, L. Jin, B. Zou, G. Qiao, T. Zhang, L. Cong, F. Jiang, C. Li, Y. Huang, and Y. Ding, Appl. Therm. Eng., 171: 115015 (2020); https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115015
  7. X. L. Wang, B. Li, Z. G. Qu, J. F. Zhang, and Z. G. Jin, Int. J. Heat Mass Transfer, 155: 119853 (2020); https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119853
  8. C. Li, B. Zhang, and Q. Liu, J. Energy Storage, 29: 101339 (2020); https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101339
  9. M. Kenisarin, K. Mahkamov, F. Kahwash, and I. Makhkamova, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 200: 110026 (2019); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2019.110026
  10. A. Sari and A. Karaipekli, Appl. Therm. Eng., 27, Iss. 8–9: 1271 (2007); https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2006.11.004
  11. Y. Grosu, Y. Zhao, A. Giacomello, S. Meloni, J. L. Dauvergne, A. Nikulin, E. Palomo, D. Yulong, and A. Faik, Appl. Energy, 269: 115088 (2020); doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115088
  12. R. S. Ruoff, D. S. Tse, R. Malhotra, and D. C. Lorents, J. Phys. Chem., 97: 3379 (1993); https://doi.org/10.1021/j100115a049
  13. L. Klintberg, M. Svedberg, F. Nikolajeff, and G. Thornell, Sens. Actuators A, 103, Iss. 3: 307 (2003); https://doi.org/10.1016/S0924-4247(02)00403-X
  14. J. DeSain, B. Brady, K. Metzler, and T. Curtiss, Proc. 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conf. & Exhibit (August, 2009, Denver, Colorado), AIAA 2009-5115; https://doi.org/10.2514/6.2009-5115
  15. A. Sharma, S. D. Sharma, and D. Buddhi, Energy Convers. Manage., 14: 1923 (2002); https://doi.org/10.1016/S0196-8904(01)00131-5
  16. M. Freund, R. Csicos, S. Keszthelyi, and G. Y. Mozes, Paraffin Products: Properties, Technologies, Applications (Amsterdam: Elsevier: 1982), p. 335.
  17. N. Ukrainczyk, S. Kurajica, and J. Sipusic, Chem. Biochem. Eng. Q, 24, No. 2: 129 (2010).
  18. B. N. Taylor and C. E. Kuyatt, Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncertainty of NIST Measurement Results. NIST Technical Note 1297 1994 Edition (Washington: NIST: 1994), p. 20.
  19. G. Fang, M. Yu, K. Meng, F. Shang, and X. Tan, Energy & Fuels, 34, No. 8: 10109 (2020); https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c00955
  20. B. M. Ginzburg, S. Tuichiev, and S. K. Tabarov, J. Macromol. Sci. Part B: Phys., 52, Iss. 6: 773 (2013); https://doi.org/10.1080/00222348.2012.721654
  21. B. M. Ginzburg, S. Tuichiev, D. Rashidov, F. H. Sodikov, S. H. Tabarov, and A. A. Shepelevskii, J. Macromol. Sci. Part B: Phys., 54, Iss. 5: 533 (2015); https://doi.org/10.1080/00222348.2015.1010635
  22. V. P. Zhelezny, K. Y. Khanchych, I. V. Motovoy, and A. S. Nikulina, J. Mol. Liq., 328: 115416 (2021); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115416
  23. V. P. Zhelezny, K. Y. Khanchych, I. V. Motovoy, and A. S. Nikulina, J. Mol. Liq., 338: 116629 (2021); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.116629
  24. A. W. Kuziel, G. Dzido, R. Turczyn, R. G. Jedrysiak, A. Kolanowska, A. Tracz, W. Zieba, A. Cyganiuk, A. P. Terzyk, and S. Boncel, J. Energy Storage, 36: 102396 (2021); https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102396
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2022 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача