專利名稱：：一種超超臨界強(qiáng)化流體傳熱方法及傳熱介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及利用超臨界流體進(jìn)行傳熱的方法，以及一種超超臨界強(qiáng)傳熱介質(zhì)，通過在基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)中加入輔助超臨界傳熱介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)高效的傳熱。
背景技術(shù)：
：利用傳熱介質(zhì)傳熱是最常見的一種傳熱方式，即利用傳熱介質(zhì)在熱源處吸收熱量，并使吸收熱量后的傳熱介質(zhì)在放熱設(shè)備或放熱端內(nèi)放出熱量，到達(dá)傳熱的目的。傳熱介質(zhì)作為一種流體，在密閉、封閉或半封閉的系統(tǒng)內(nèi)流動。這種傳熱方式被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域以及民用、工業(yè)設(shè)備中。傳熱過程包括換熱、集熱、散熱、蓄熱的熱量的傳遞、交換、收集、儲存、應(yīng)用、控制、管理的所有過程，在本發(fā)明中，傳熱的概念包括以上所述的所有的過程。根據(jù)傳熱介質(zhì)在傳熱過程中是否有相變發(fā)生，可以分為有相變的傳熱，例如在空調(diào)、熱泵中，采用氟里昂或氨、垸烴、水等作為傳熱介質(zhì)，傳熱介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)從外界吸收熱量，由液態(tài)變化為氣態(tài)，然后經(jīng)過壓縮機(jī)、節(jié)流閥或泵等設(shè)備調(diào)節(jié)壓力后，在冷凝器內(nèi)由氣態(tài)變成液態(tài)放出熱量，來實(shí)現(xiàn)熱控制或熱管理。這種過程中傳熱介質(zhì)在吸熱及放熱過程中有相變發(fā)生，屬于相變傳熱。同樣，在熱管傳熱過程中，熱管內(nèi)的傳熱介質(zhì)在吸熱端由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)吸收熱量，在放熱端則由氣態(tài)變成液態(tài)放出熱量，也屬于相變傳熱。還有，在工業(yè)換熱(升溫、冷卻)過程中或民用采暖過程中，如果用蒸汽采暖，則在換熱設(shè)備存在相變；如果用水或其它流體作為傳熱介質(zhì)，通常在傳換過程中不存在相變過程，屬于非相變傳熱，如在民用采暖過程中通入到樓宇及家庭的散熱器中的高溫水，或在發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中，電子器件冷卻系統(tǒng)中，以及機(jī)械設(shè)備中用于冷卻設(shè)備的機(jī)油等，常用流體循環(huán)來將熱量傳遞到外部環(huán)境達(dá)到熱控制或熱管理的目的，所用的傳熱介質(zhì)即流體可以為液體、氣體或氣液以及沸騰狀態(tài)的混合物。在航天和軍事產(chǎn)品中，有比普通工業(yè)產(chǎn)品更高的傳熱性能要求，特別是對熱控制的精度有更高的要求，所涉及的產(chǎn)品的應(yīng)用的領(lǐng)域雖然不同，但其整體的熱控制熱管理的要求更高。換熱的目的一般來說是對熱量進(jìn)行交換或?qū)囟冗M(jìn)行熱控制或熱管理，通常，換熱的熱流量大小受換熱設(shè)備的換熱面積、傳熱介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量及流量、傳熱的熱阻、傳熱溫差的影響。通常，在一般傳熱系統(tǒng)中，換熱設(shè)備的面積是一個固定的參數(shù)，傳熱介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量也是一定的，熱控制或熱管理往往是通過改變傳熱介質(zhì)的循環(huán)量來實(shí)現(xiàn)的，在熱泵或空調(diào)等系統(tǒng)中還通過控制蒸發(fā)設(shè)備及冷凝設(shè)備的操作壓力來進(jìn)行熱控制或熱管理調(diào)節(jié)。超臨界流體(SCF)指熱力學(xué)狀態(tài)處于"臨界點(diǎn)"以上的流體；即在臨界溫度和臨界壓力以上的流體，超臨界流體兼有液體和氣體的雙重特性，密度大、擴(kuò)散系數(shù)大、粘度小、滲透性好；在臨界點(diǎn)附近流體的物理化學(xué)性質(zhì)隨溫度在臨界點(diǎn)附近流體的物理化學(xué)性質(zhì)隨溫度和壓力的變化極其敏感，在不改變化學(xué)組和壓力的變化極其敏感，在不改變化學(xué)組成的條件下，即可通過壓力調(diào)節(jié)流體性質(zhì)。超臨界流體技術(shù)自上世紀(jì)超臨界流體技術(shù)自上世紀(jì)70年代開始嶄露年代開始嶄露頭角，以其環(huán)保、高效等顯著優(yōu)勢輕松超頭角，以其環(huán)保、高效等顯著優(yōu)勢輕松超越傳統(tǒng)技術(shù)，迅速滲透到傳統(tǒng)技術(shù)，滲透到萃取分離、石油萃取分離、石油化工、化學(xué)工程、材料科學(xué)、生物技術(shù)化工、化學(xué)工程、材料科學(xué)、生物技術(shù)與醫(yī)藥、環(huán)境工程、納米技術(shù)等諸多領(lǐng)域，并成為這些領(lǐng)域發(fā)展的主導(dǎo)之一。然而，超臨界流體的傳熱性能的研究，僅限于將其作為一種流體進(jìn)行研究，如作為一種流體，采用外界的特殊泵提供動力，來實(shí)現(xiàn)的流體傳熱；1985年10月，Nitsche和Straub在航天飛機(jī)內(nèi)一次實(shí)驗中意外發(fā)現(xiàn)，流體的主流溫度隨壁溫改變很快，系統(tǒng)趨于熱平衡所用時間遠(yuǎn)低于原先估計所需的時間，注意此時的傳熱過程，導(dǎo)熱非常微弱，對流受到抑制，輻射可以忽略，但熱能仍較快地從壁面?zhèn)鹘o主流，所以這里面蘊(yùn)涵著一種新的傳熱機(jī)理，此后，一些實(shí)驗先后證實(shí)了這一奇異的傳熱現(xiàn)象，該傳熱現(xiàn)象被稱為活塞效應(yīng)，Zappoli指出"活塞效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是一種熱聲效應(yīng)"，是導(dǎo)熱、對流和輻射以外的第四種傳熱機(jī)理。超臨界流體有很多特殊的性質(zhì)，特別是在其臨界點(diǎn)及其附近，具備很高的傳熱能力，因而利用超臨界流體的傳熱能力來實(shí)現(xiàn)高效的傳熱，是一種廣泛被研究的課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種超超臨界強(qiáng)化傳熱方法，通過在一種超臨界流體中加入另外一種超臨界流體，使得組合而成的超臨界流體至少存在兩個以上的超臨點(diǎn)，構(gòu)成具有至少雙重超臨界流體的傳熱介質(zhì)，稱其為超超臨界流體，利用組成的超超臨界流體實(shí)現(xiàn)新形式的傳熱及熱控制及熱管理的目標(biāo)。同時在超超臨界流體中，加入相變物質(zhì)或顆粒類物質(zhì)來強(qiáng)化超超臨界流體，使其具備更高的傳熱性能。本發(fā)明的另外一個目的是發(fā)明一種超超臨界流體傳熱介質(zhì)，以及通過加入強(qiáng)化物質(zhì)使其具備強(qiáng)化傳熱能力的傳熱介質(zhì)。本文中的臨界點(diǎn)也包括亞臨界點(diǎn)，臨界點(diǎn)以及亞臨界點(diǎn)通常通稱為臨界點(diǎn)，在本文中，所有的臨界點(diǎn)同樣也包含亞臨界點(diǎn)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種超超臨界強(qiáng)化傳熱方法，在基礎(chǔ)超臨界流體中內(nèi)加入輔助超臨界流體，構(gòu)成的組合超臨界流體具有至少兩個以上的超臨界點(diǎn)，使得超臨界流體在不同的溫度范圍，具有雙重或者多種的超臨界點(diǎn)，通過多個超臨節(jié)點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)利用超臨界流體進(jìn)行傳熱。在基礎(chǔ)超臨界流體中加入輔助超臨界流體物質(zhì)，稱為超超臨界物流體。所述的基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)可以為任何能夠用于傳熱的超臨界流體，一般情況下，超臨界流體、輔助超臨界流體選擇自下列一種氦、氫、氮、氨，氟利昂(鹵代烴)，碳?xì)浠衔?烴類)，甲醇，二氧化碳，二氧化氮，戊烷、己垸、庚院、丁烷、乙垸、辛烷、環(huán)戊垸、環(huán)己垸、十氫化萘、四氯化碳、對二甲苯、甲苯、間二甲苯、乙苯、苯乙烯、鄰二甲苯、二硫化碳、a—蒎烯、四氫化萘、碳酸二乙酯、丁酸、二丁醚、丙酸、三氯乙烯、二丙醚、二異丙醚、丁酸丁酯；丁酸丁酯、乙醚、丁酸丙酯、丙酸丁酯、乙酸戊酯、氯仿、乙酸異戊酯、甲酸異戊酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、丙酸丙酯、氯苯、甲酸戊酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯、乙酸甲酯、四氫呋喃、2-辛醇、甲酸甲酯；甲酸甲酯、2-甲基吡啶、l-辛醇、二氯乙垸、l-庚醇、甲基環(huán)已酮、3-戊醇、乳酸乙酯、甲基環(huán)己醇、吡啶；吡啶、苯甲醇、l-己醇、2-戊醇、l-戊醇、環(huán)已酮、2-丁醇、環(huán)己醇、l-丁醇、糠醇、丁酮、丙醇、丙酮、乙醇；硝基乙垸、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、硝基苯、硝基甲烷、喹啉、甜菜堿、乙二醇、甘油、糠醛、甲酸、水、甲酰胺、二甲基甲酰胺、鈉、萘、鉀、銫、導(dǎo)熱油、汞、聯(lián)苯、導(dǎo)熱姆。優(yōu)選的工作介質(zhì)為二氧化碳，二氧化氮，氟利昂(鹵代烴)，碳?xì)浠衔?烴類)?；A(chǔ)超臨界物質(zhì)與輔助超臨界物質(zhì)的重量比為100:1~500。為了強(qiáng)化傳熱，在超超臨界流體中還加入至少下列一種強(qiáng)化傳熱物質(zhì)A、顆粒類物質(zhì)；B、相變類物質(zhì)；加入的強(qiáng)化傳熱物質(zhì)的比例為超超臨界傳熱介質(zhì)與顆粒類物質(zhì)的重量比為1:0.001-500;超超臨界傳熱介質(zhì)與相變類物質(zhì)的重量比為1:0.001~800。所述的顆粒物質(zhì)可以為金屬顆粒物和/或非金屬顆粒，金屬顆粒物可以為金屬，例如為銅、鐵、鋁、鋅、鋼、金、銀、錫顆粒中的一種或多種，其中以銅、鋁的傳熱系統(tǒng)較高所以其強(qiáng)化傳熱效果較好；金屬顆粒物質(zhì)還可以為金屬氧化物，例如為四氧化三錳、氧化鈷、氧化鉭、四氧化三鐵、三氧化鋯、氧化釔、氧化鈹、氧化鐿、氧化鏑、氧化硼、氧化硅、氧化鋁顆粒中的一種或多種；金屬顆粒物還可以為鹽類顆粒，例如硼酸鎢鎘、鈦酸鉀、碳化硼、鉻酸鍶、偏鋁酸鋰、重鉻酸鹽(重鉻酸鉀、重鉻酸鈉)中的一種或多種。非金屬顆粒物可以為塑料顆粒、玻璃顆粒、陶瓷顆粒、沙石顆粒；其中沙石顆?？蛇x用Si02或綠柱石。所述的輔助相變物質(zhì)可以為固固相變物質(zhì)或固液相變物質(zhì)、液氣相變物質(zhì)或其中兩種或兩種以上的混合物。所述的液氣相變物質(zhì)可以為鈉、萘、鉀、銫、導(dǎo)熱油、水、汞、聯(lián)苯、導(dǎo)熱姆、丙酮、氨、甲醇、乙醇、乙垸、氮、CFC、HCFC、HFC、CFCs、HFCFs、HFCs、氨、碳?xì)浠衔?、二氧化碳中的一種或多種，但具體選用時不能與所用的基礎(chǔ)傳熱物質(zhì)相同。所述的固固相變物質(zhì)可以為多元醇、PE(季戊四醇)、PG(2，2—二羥甲基丙醇)、NPG(新戊二醇)、TMP(三甲基丙垸)、TAM、無機(jī)鹽、層狀鈣鈦礦、硫氰化銨(NH4SCN)、高分子聚合物、高分子交聯(lián)樹脂、接枝共聚物、聚乙烯中的一種或一種以上的物質(zhì)。所述的固液相變物質(zhì)可以為無機(jī)水合鹽、石蠟、脂肪酸、堿金屬及堿土金屬的鹵化物、高溫融化鹽、混合鹽、金屬、合金、高級脂肪烴、醇、多烴基化合物中的一種或一種以上的物質(zhì)。所述的無機(jī)水合鹽可以為硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、醋酸鹽中的一種或多種。所述的高溫融化鹽可以為氟化鹽、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽中的一種或多種。所述的多烴基化合物可以為多元醇、季戊四醇、新戊二醇中的一種或多種。對于顆粒物質(zhì)來說，在超臨界流體中的加入量，綜合各因素考慮，工作介質(zhì)與顆粒類物質(zhì)的重量比為1:0.001-500;輔助相變物質(zhì)在超臨界流體中的加入量，工作介質(zhì)與相變類物質(zhì)的重量比為1:0.001800。本發(fā)明還提供了一種超臨界強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，包括基礎(chǔ)流態(tài)化傳熱介質(zhì)和輔助流態(tài)化傳熱物質(zhì)，基礎(chǔ)流態(tài)化和輔助流態(tài)化物質(zhì)的工作溫度區(qū)間之內(nèi)，都在氣臨界點(diǎn)內(nèi)。使得流體在工作溫度區(qū)間內(nèi)，具備有至少兩個以上的臨界點(diǎn)。由于無論是基礎(chǔ)超臨界物質(zhì)還是輔助超臨界物質(zhì)，其本身都屬于超臨界物質(zhì)，因此兩者可采用任意比例，但為獲得更好的傳熱效果，基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)與輔助超臨界熱物質(zhì)的重量比為1:1500，使得能夠充分發(fā)揮出多相傳熱的效果。所述的基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)可以為任何能夠用于傳熱的超臨界流體，一般情況下，超臨界流體、輔助超臨界流體選擇自下列一種氦、氫、氮、氨，氟利昂(鹵代烴)，碳?xì)浠衔?烴類)，甲醇，二氧化碳，二氧化氮，戊烷、己烷、庚垸、丁烷、乙烷、辛烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、十氫化萘、四氯化碳、對二甲苯、甲苯、間二甲苯、乙苯、苯乙烯、鄰二甲苯、二硫化碳、a—蒎烯、四氫化萘、碳酸二乙酯、丁酸、二丁醚、丙酸、三氯乙烯、二丙醚、二異丙醚、丁酸丁酯；丁酸丁酯、乙醚、丁酸丙酯、丙酸丁酯、乙酸戊酯、氯仿、乙酸異戊酯、甲酸異戊酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、丙酸丙酯、氯苯、甲酸戊酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯、乙酸甲酯、四氫呋喃、2-辛醇、甲酸甲酯；甲酸甲酯、2-甲基吡啶、l-辛醇、二氯乙'烷、l-庚醇、甲基環(huán)已酮、3-戊醇、乳酸乙酯、甲基環(huán)己醇、吡啶；吡啶、苯甲醇、l-己醇、2-戊醇、l-戊醇、環(huán)已酮、2-丁醇、環(huán)己醇、l-丁醇、糠醇、丁酮、丙醇、丙酮、乙醇；硝基乙烷、1,2-丙二醇、1，3-丙二醇、硝基苯、硝基甲烷、喹啉、甜菜堿、乙二醇、甘油、糠醛、甲酸、水、甲酰胺、二甲基甲酰胺、鈉、萘、鉀、銫、導(dǎo)熱油、汞、聯(lián)苯、導(dǎo)熱姆。優(yōu)選的工作介質(zhì)為二氧化碳，二氧化氮，氟利昂(鹵代烴)，碳?xì)浠衔?烴類)?；A(chǔ)超臨界物質(zhì)與輔助超臨界物質(zhì)的重量比為1:1~500。為了強(qiáng)化傳熱，在超超臨界流體中還加入至少下列一種強(qiáng)化傳熱物質(zhì)A、顆粒類物質(zhì)；B、相變類物質(zhì)；加入的強(qiáng)化傳熱物質(zhì)的比例為超超臨界傳熱介質(zhì)與顆粒類物質(zhì)的重量比為1:0.001~500;超超臨界傳熱介質(zhì)與相變類物質(zhì)的重量比為1:0.001~800。所述的顆粒物質(zhì)可以為金屬顆粒物和/或非金屬顆粒，金屬顆粒物可以為金屬，例如為銅、鐵、鋁、鋅、鋼、金、銀、錫顆粒中的一種或多種，其中以銅、鋁的傳熱系統(tǒng)較高所以其強(qiáng)化傳熱效果較好；金屬顆粒物質(zhì)還可以為金屬氧化物，例如為四氧化三錳、氧化鈷、氧化鉭、四氧化三鐵、三氧化鋯、氧化釔、氧化鈹、氧化鐿、氧化鏑、氧化硼、氧化硅、氧化鋁顆粒中的一種或多種；金屬顆粒物還可以為鹽類顆粒，例如硼酸鎢鎘、鈦酸鉀、碳化硼、絡(luò)酸鍶、偏鋁酸鋰、重鉻酸鹽(重鉻酸鉀、重鉻酸鈉)中的一種或多種。非金屬顆粒物可以為塑料顆粒、玻璃顆粒、陶瓷顆粒、沙石顆粒；其中沙石顆粒可選用Si02或綠柱石。所述的輔助相變物質(zhì)可以為固固相變物質(zhì)或固液相變物質(zhì)、液氣相變物質(zhì)或其中兩種或兩種以上的混合物。所述的液氣相變物質(zhì)可以為鈉、萘、鉀、銫、導(dǎo)熱油、水、汞、聯(lián)苯、導(dǎo)熱姆、丙酮、氨、甲醇、乙醇、乙垸、氮、CFC、HCFC、HFC、CFCs、HFCFs、HFCs、氨、碳?xì)浠衔?、二氧化碳中的一種或多種，但具體選用時不能與所用的基礎(chǔ)傳熱物質(zhì)相同。所述的固固相變物質(zhì)可以為多元醇、PE(季戊四醇)、PG(2，2—二羥甲基丙醇)、NPG(新戊二醇)、TMP(三甲基丙烷)、TAM、無機(jī)鹽、層狀鈣鈦礦、硫氰化銨(NH4SCN)、高分子聚合物、高分子交聯(lián)樹脂、接枝共聚物、聚乙烯中的一種或一種以上的物質(zhì)。所述的固液相變物質(zhì)可以為無機(jī)水合鹽、石蠟、脂肪酸、堿金屬及堿土金屬的鹵化物、高溫融化鹽、混合鹽、金屬、合金、高級脂肪烴、醇、多烴基化合物中的一種或一種以上的物質(zhì)。所述的無機(jī)水合鹽可以為硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、醋酸鹽中的一種或多種。所述的高溫融化鹽可以為氟化鹽、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽中的一種或多種。所述的多烴基化合物可以為多元醇、季戊四醇、新戊二醇中的一種或多種。對于顆粒物質(zhì)來說，在超臨界流體中的加入量，綜合各因素考慮，工作介質(zhì)與顆粒類物質(zhì)的重量比為1:0.001~500;輔助相變物質(zhì)在超臨界流體中的加入量，工作介質(zhì)與相變類物質(zhì)的重量比為1:0扁~800。本發(fā)明的超超臨界強(qiáng)化傳熱方法以及傳熱介質(zhì)，可以應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)或建筑采暖、發(fā)動機(jī)冷卻、空調(diào)制冷、計算機(jī)散熱器、電子設(shè)備散熱、可再生能源以及太陽能利用、超臨界鍋爐以及超超臨界鍋爐系統(tǒng)等所有的采用流體進(jìn)行傳熱以及采用一個封閉的腔體內(nèi)的工作介質(zhì)進(jìn)行傳熱的傳熱元件的傳熱之中。既可以應(yīng)用于一個密閉腔體內(nèi)，也可以用于在一個半密閉或封閉的腔體內(nèi)。對于采用本發(fā)明的傳熱方法以及傳熱介質(zhì)的一個傳熱過程中，基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)達(dá)到臨界點(diǎn)以后，處于超臨界的狀態(tài)進(jìn)行傳熱，當(dāng)熱能增大時，基礎(chǔ)的超臨界傳熱介質(zhì)的傳熱能力不足，超臨界傳熱流體的溫度將上升，溫度升高使得輔助超臨界傳熱介質(zhì)開始進(jìn)行亞臨界點(diǎn)并且逐漸進(jìn)入到臨界點(diǎn)，超超臨界傳熱介質(zhì)開始進(jìn)入到第二個臨界點(diǎn)開始傳熱。超臨界流體在臨界點(diǎn)或臨界點(diǎn)附近具有極高的傳熱能力，本發(fā)明正是利用超臨界流體的性質(zhì)，制造多個臨界點(diǎn)使具備持續(xù)高效的傳熱能力。在超超臨界流體中加入顆粒類物質(zhì)，可以強(qiáng)化超臨界流體的傳熱。加入相變類物質(zhì)，使其在吸熱部分進(jìn)行吸熱，吸熱物質(zhì)在吸收熱能后開始相變蓄熱，在該相變物質(zhì)進(jìn)入到放熱端以后，相變物質(zhì)釋放熱能進(jìn)行放熱，實(shí)現(xiàn)了采用液固等不同于熱管的液氣相變原理進(jìn)行了傳熱。該種傳熱同時對高溫以及低溫的波動進(jìn)行了調(diào)整和均衡，使得在傳熱過程中具備均勻的傳熱能力，特別是針對太陽能應(yīng)用的領(lǐng)域，由于太陽能為一個波動的熱源，變化的熱源的利用為太陽能的利用帶來了難度，采用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)將熱能進(jìn)行均溫以及恒定，可以有效地解決太陽能的利用問題。除此之外，該種傳熱還可以應(yīng)用于建筑的供暖和制冷，利用夜間和白天的電價格之差，實(shí)現(xiàn)在夜間利用相變物質(zhì)儲存熱能，在白天進(jìn)行釋放。平衡工作介質(zhì)在不同的工作區(qū)間的工作溫度，從而實(shí)現(xiàn)對傳熱的整體的熱控制或熱管理。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的超超臨界傳熱方法及傳熱介質(zhì)作進(jìn)一步說明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1本實(shí)施例涉及的超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)適宜的應(yīng)用領(lǐng)域為建筑供暖，發(fā)動機(jī)冷卻，電子器件液冷，機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備溫度控制，航天，軍事。超臨界傳熱工作介質(zhì)組成基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)二氧化碳，500克；臨界溫度3L3。C，臨界壓力7.29MPa，輔助超臨界傳熱介質(zhì)六氟化硫，1000克；臨界溫度45。C,臨界壓力3.76MPa;超臨界傳熱工作介質(zhì)工作性質(zhì)工作溫度區(qū)間30—120°C，工作壓力區(qū)間3-15MPa。在本實(shí)施例中，二氧化碳首先處于超臨界狀態(tài)，此時，六氟化硫處于亞臨界狀態(tài)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高度達(dá)到45度后，六氟化硫也處于超臨界狀態(tài)，從而，形成超超臨界傳熱介質(zhì)，在31度以及45度的兩個超臨界溫度點(diǎn)，超臨界流體具備極高的傳熱性能，因而，比一種超臨界流體，具備更高的傳熱性能。在以上的超臨界流體中，還加入下列的強(qiáng)化傳熱的物質(zhì)實(shí)施例1.1加入的輔助相變傳熱物質(zhì)為液氣相變物質(zhì)，為甲醇與乙醇的混合物。甲醇30，汽化溫度為64.7°C;乙醇40，汽化溫度為78.3°C;加入的強(qiáng)化傳熱物質(zhì)，在基礎(chǔ)超臨界物質(zhì)達(dá)到臨界點(diǎn)時，甲醇、乙醇被霧化成為霧珠，在超臨界物質(zhì)中進(jìn)行強(qiáng)化傳熱，當(dāng)溫度達(dá)到64.7-C時甲醇?xì)饣?，以相變的形式進(jìn)行傳熱，當(dāng)溫度達(dá)到78.3'C后，乙醇?xì)饣?，從而以相變傳熱和超臨界結(jié)合的形式進(jìn)行傳熱。實(shí)施例1.2加入的相變物質(zhì)為固固相變物質(zhì)為輔助相變傳熱物質(zhì)，2，2—二羥甲基丙醇(PG):120克，相變溫度81.76°C，轉(zhuǎn)變焓172.458J/G;傳熱方法為在超超臨界流體中，加入固固相變物質(zhì)作為輔助相變傳熱物質(zhì)，被加熱到81.76r時，PG開始吸熱相變，到冷凝端后，當(dāng)溫度低于81.76"C時開始放熱，從而實(shí)現(xiàn)利用固固相變的傳熱；實(shí)施例1.3加入的輔助相變傳熱物質(zhì)為固液(液固)相變物質(zhì)，三水醋酸鈉700克，相變溫度58.2卩，熔解熱250.8J/G，AL(N03)3'9H20:80克，相變溫度90°C，熔解熱135.9J/G三羥甲基乙烷100克，相變溫度80。C，熔解熱309J/G利用三種相變材料的不同的相變溫度，在不同的相變點(diǎn)進(jìn)行溫度的釋放，完成相變的傳熱；加入的顆粒類強(qiáng)化傳熱物質(zhì)加入的顆粒物為:顆粒度為0.001mm的銅100克、顆粒度為0.01mm的氧化銅30克、顆粒度為0.3mm的鋁1000克。實(shí)施例2本實(shí)施例中涉及的超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)適用的領(lǐng)域包括發(fā)動機(jī)冷卻，機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備熱控制，航天，軍事?；A(chǔ)傳熱介質(zhì)機(jī)油，工作溫度，10-200°C，壓力，正常氣壓實(shí)施例2.1輔助相變傳熱物質(zhì)為固固相變物質(zhì)，本實(shí)施例中超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為機(jī)油100份線性低密度聚乙烯(LLDPE)，2份，相變溫度126t:，相變焓157J/G，顆粒度10nm(納米)高密度聚乙烯(HDPE)，2.5份，相變溫度133'C，相變焓212J/G，顆粒度90nm(納米)；采用這種超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的超臨界多相強(qiáng)化傳熱方法為在機(jī)油為基礎(chǔ)傳熱物質(zhì)的工作介質(zhì)中，加入非金屬的相變物質(zhì)，制成納米的非金屬添加物，使其既可以保持有納米物質(zhì)的功能流體的特性，有通過相變物質(zhì)控制機(jī)油的溫度，即增加了其傳熱能力，又增加了熱控制熱管理能力，使得發(fā)動機(jī)在高溫時可以通過相變蓄熱將溫度控制在適合的溫度。實(shí)施例2.2輔助相變傳熱物質(zhì)為固液(液固)相變物質(zhì)，為LiN03(體積比42%)+KN03(體積比58%)。本實(shí)施例中超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為機(jī)油100份LiN03(體積比42。/。)+KN03(體積比58%),:10份，相變溫度120。C，相變焓151J/G;實(shí)施例3本實(shí)施例中涉及的超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)適用的領(lǐng)域冶金、鋼鐵、化工行業(yè)余熱回收，發(fā)動機(jī)余熱回收，電子機(jī)械設(shè)備溫度控制，太陽能中高溫利用，超臨界電力設(shè)備，超超臨界電力，設(shè)備航天，軍基礎(chǔ)超臨界工作介質(zhì)二氧化碳，5000克；，臨界溫度31,3。C，臨界壓力7.29MPa。輔助超臨界工作介質(zhì)水，5000克，臨界溫度374。C，臨界壓力22MPa。超超臨界傳熱介質(zhì)的工作區(qū)域工作溫度30-600。C，工作壓力7-50MPa，實(shí)施例3.1輔助相變傳熱物質(zhì)為固固相變物質(zhì)純聚乙二醇(PEG):100克，相變溫度328°C，相變焓185J/G高密度聚乙烯(HDPE):500克，相變溫度133°C，相變焓212J/G本超超臨界物質(zhì)工作溫度適合于在30-60(TC內(nèi)變化，在加熱溫低于133。C時，依靠高密度聚乙烯(HDPE)進(jìn)行相變傳熱，當(dāng)加熱端溫度低于328。C時，依靠純聚乙二醇(PEG)進(jìn)行相變傳熱，其放熱端溫度低于133-C，以便保證相變傳熱可以實(shí)現(xiàn)。加入的顆粒類物質(zhì)顆粒物質(zhì)采用顆粒度為0.l-10mm的玻璃微珠顆粒554克及顆粒度為1-10mm的銅1522克。實(shí)施例3.2加入的輔助相變傳熱物質(zhì)為固液(液固)相變物質(zhì)，LiCl-KCl:100克，相變溫度352°C，熔解熱117.8J/GNaCl-NaN03:300克，相變溫度290°C,烙解熱247J/GUN03-KN03:500克，相變溫度120°C，熔解熱151J/G實(shí)施例4應(yīng)用領(lǐng)域制冷空調(diào)、熱泵，建筑供暖、太陽能利用、余熱回收，航天，軍事等?；A(chǔ)超臨界以及輔助超臨界物質(zhì)為:基礎(chǔ)超臨界工作介質(zhì)重量(克)臨界溫度°c臨界壓力barR1350028.839.0輔助超臨界工作介質(zhì)R134a600101.14.067氨50013211.28超超臨界流體工作介質(zhì)工作溫度'c工作壓力bar總重160010-1504-50實(shí)施例4.1加入的相變物質(zhì)液氣相變物質(zhì)作為輔助相變傳熱物質(zhì)，該輔助相變傳熱物質(zhì)由Fll、F22組成。F22，100克，正常沸點(diǎn)31。C。實(shí)施例4.2加入的固液相變物質(zhì)為CaCl2'6H20，130克，相變溫度58°C，潛熱值250KJ/KGNa2S(V10H2O(加入適量氧化納)，230克，相變溫度17-27°C，潛熱值246KJ/KG傳熱方法為將兩種相變材料分別制造為顆粒物，并且將其用膠囊包裹，加入基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)中，在制冷過程中Na2S(V10H2O(加入適量氧化納)為輔助相變物質(zhì)實(shí)現(xiàn)制冷的相變，在供熱過程中，采用CaCl2，6H20為相變物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)輔助相變傳熱，加入兩種成分的物質(zhì)將提高制冷與供熱循環(huán)的整體效能。實(shí)施例5應(yīng)用領(lǐng)域熱管、封閉腔體、密閉腔體內(nèi)；包括熱管散熱器、熱管換熱器、熱管集熱器、熱管蓄熱器，脈沖熱管、循環(huán)熱管、曲面熱管、復(fù)雜熱管，航天，軍事基礎(chǔ)超臨界傳熱介質(zhì)與輔助超臨界傳熱介質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>超臨界傳熱工作介質(zhì)工作性質(zhì)-工作溫度區(qū)間30—200°C，工作壓力區(qū)間7—20MPa。實(shí)施例5.1輔助相變傳熱物質(zhì)為乙醇及丙酮。丙酮300克，正常沸點(diǎn)56。C乙醇400克，正常沸點(diǎn)78。C加入的顆粒類物質(zhì)為加入的顆粒物質(zhì)為顆粒度0.OOOl-lOram的銅500克，顆粒度0.001-lOmm的鋁300克，顆粒度0.0001-lOmm的玻璃顆粒400克。實(shí)施例5.2輔助相變傳熱物質(zhì)為固固相變物質(zhì)AMP，200克，轉(zhuǎn)變溫度56.96°C，轉(zhuǎn)變?yōu)?14KJ/KG;PG30。/。+NPG70。/。(二元體系結(jié)構(gòu))50克，轉(zhuǎn)變溫度40-81°C,轉(zhuǎn)變焓27-85KJ/KG本實(shí)施例中的超臨界傳熱介質(zhì)的中，其主要的輔助相變傳熱物質(zhì)為PG30%+NPG70%(二元體系結(jié)構(gòu))，其具有較寬的相變溫度區(qū)間，但在其特殊的溫度點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)的熱控制的目標(biāo)選擇不高于60°C，因而采用AMP使系統(tǒng)的溫度達(dá)到接近60'C時可以將熱量大量的吸收，使得系統(tǒng)的熱控制的目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求1、一種超超臨界強(qiáng)化流體傳熱方法，其特征在于在一種基礎(chǔ)超臨界流體中，再加入至少一種輔助超臨界流體，輔助超臨界流體在基礎(chǔ)超臨界流體工作過程中，處于亞臨界或超臨界狀態(tài)，使得超臨界流體至少有兩個以上的超臨界點(diǎn)。2、如權(quán)利要求1所述的超超臨界強(qiáng)化流體傳熱方法，其特征在于超臨界流體、輔助超臨界流體選擇自下列一種氦、氫、氮、氨，氟利昂(鹵代烴)，碳?xì)浠衔?烴類)，甲醇，二氧化碳，二氧化氮，戊烷、己烷、庚烷、丁烷、乙烷、辛烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、十氫化萘、四氯化碳、對二甲苯、甲苯、間二甲苯、乙苯、苯乙烯、鄰二甲苯、二硫化碳、Ct一蒎烯、四氫化萘、碳酸二乙酯、丁酸、二丁醚、丙酸、三氯乙烯、二丙醚、二異丙醚、丁酸丁酯；丁酸丁酯、乙醚、丁酸丙酯、丙酸丁酯、乙酸戊酯、氯仿、乙酸異戊酯、甲酸異戊酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、丙酸丙酯、氯苯、甲酸戊酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯、乙酸甲酯、四氫呋喃、2-辛醇、甲酸甲酯；甲酸甲酯、2-甲基吡啶、l-辛醇、二氯乙烷、l-庚醇、甲基環(huán)已酮、3-戊醇、乳酸乙酯、甲基環(huán)己醇、吡啶；吡啶、苯甲醇、l-己醇、2-戊醇、l-戊醇、環(huán)已酮、2-丁醇、環(huán)己醇、l-丁醇、糠醇、丁酮、丙醇、丙酮、乙醇；硝基乙烷、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、硝基苯、硝基甲烷、喹啉、甜菜堿、乙二醇、甘油、糠醛、甲酸、水、甲酰胺、二甲基甲酰胺。優(yōu)選的工作介質(zhì)為二氧化碳，二氧化氮，氟利昂(鹵代烴)，碳?xì)浠衔?烴類)。3、如權(quán)利要求1所述的超超臨界強(qiáng)化流體傳熱方法，其特征在于基礎(chǔ)超臨界物質(zhì)與輔助超臨界物質(zhì)的重量比為100:1500。4、如權(quán)利要求1所述的超超臨界強(qiáng)化流體傳熱方法，其特征在于在超超臨界流體中還加入至少下列一種強(qiáng)化傳熱物質(zhì)A、顆粒類物質(zhì)；B、相變類物質(zhì)；5、如權(quán)利要求1所述的超超臨界強(qiáng)化流體傳熱方法，其特征在加入的強(qiáng)化傳熱物質(zhì)的比例為超超臨界傳熱介質(zhì)與顆粒類物質(zhì)的重量比為1:0.001-500;超超臨界傳熱介質(zhì)與相變類物質(zhì)的重量比為1:0.001800。6、一種超超臨界強(qiáng)化流體傳熱介質(zhì)，包括基礎(chǔ)超臨界物質(zhì)，其特征在于在基礎(chǔ)超臨界物質(zhì)中還加有輔助超臨界物質(zhì)，輔助超臨界流體在基礎(chǔ)超臨界流體工作過程中，處于亞臨界或超臨界狀態(tài)。7、如權(quán)利要求5所述的超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于基礎(chǔ)超臨界物質(zhì)與輔助超臨界物質(zhì)的重量比為100:1~500。8、如權(quán)利要求5所述的超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于超臨界流體、扶助超臨界流體選擇自下列一種氦、氫、氮、氨，氟利昂(鹵代烴)，碳?xì)浠衔?烴類)，甲醇，二氧化碳，二氧化氮，戊烷、己烷、庚垸、丁垸、乙烷、辛烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、十氫化萘、四氯化碳、對二甲苯、甲苯、間二甲苯、乙苯、苯乙烯、鄰二甲苯、二硫化碳、a—蒎烯、四氫化萘、碳酸二乙酯、丁酸、二丁醚、丙酸、三氯乙烯、二丙醚、二異丙醚、丁酸丁酯；丁酸丁酯、乙醚、丁酸丙酯、丙酸丁酯、乙酸戊酯、氯仿、乙酸異戊酯、甲酸異戊酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、丙酸丙酯、氯苯、甲酸戊酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯、乙酸甲酯、四氫呋喃、2-辛醇、甲酸甲酯；甲酸甲酯、2-甲基吡啶、l-辛醇、二氯乙烷、l-庚醇、甲基環(huán)已酮、3-戊醇、乳酸乙酯、甲基環(huán)己醇、吡啶；吡啶、苯甲醇、l-己醇、2-戊醇、l-戊醇、環(huán)已酮、2-丁醇、環(huán)己醇、l-丁醇、糠醇、丁酮、丙醇、丙酮、乙醇；硝基乙垸、1，2-丙二醇、1,3-丙二醇、硝基苯、硝基甲垸、喹啉、甜菜堿、乙二醇、甘油、糠醛、甲酸、水、甲酰胺、二甲基甲酰胺，鈉、萘、鉀、銫、導(dǎo)熱油、汞、聯(lián)苯、導(dǎo)熱姆。優(yōu)選的工作介質(zhì)為二氧化碳，二氧化氮，氟利昂(鹵代經(jīng))，碳?xì)浠衔?烴類)。9、如權(quán)利要求6所述的超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于在超超臨界流體中還加入至少下列至少一種強(qiáng)化傳熱物質(zhì)A、顆粒類物質(zhì)；B、相變類物質(zhì)；10、如權(quán)利要求6所述的超臨界多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于加入的強(qiáng)化傳熱物質(zhì)的比例為超超臨界傳熱介質(zhì)與顆粒類物質(zhì)的重量比為1:0.0t)l500;超超臨界傳熱介質(zhì)與相變類物質(zhì)的重量比為1:0.001-800。全文摘要本發(fā)明公開了一種超臨界多相強(qiáng)化傳熱方法及傳熱介質(zhì)，是在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)內(nèi)加入輔助相變傳熱物質(zhì)，使得在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的工作溫度范圍內(nèi)無相變傳熱時，輔助相變傳熱物質(zhì)進(jìn)行相變傳熱，基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)在相變傳熱時，輔助相變傳熱物質(zhì)在低于基礎(chǔ)相變傳熱介質(zhì)的相變溫度下進(jìn)行相變傳熱。這種方法及介質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)對傳熱的整體熱控制及熱管理。文檔編號C09K5/02GK101284984SQ200710048828公開日2008年10月15日申請日期2007年4月9日優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日發(fā)明者李建民申請人:李建民