六甲基二硅氧烷作为有机朗肯循环工质的热稳定性和材料相容性

摘要：

针对可再生能源和工业余热资源,有机朗肯循环是非常有潜力的热电转换技术之一,而中高温有机朗肯循环由于自身的高效率等优点受到广泛关注.硅氧烷类工质具有高临界点、低可燃性、低毒性等优势,是中高温有机朗肯循环最为适合的工质之一.在中高温条件下,热稳定性和材料相容性是工质筛选需要首先考虑的物性条件.本文对典型硅氧烷类工质六甲基二硅氧烷(hexamethyldisiloxane,MM)的热稳定性和材料相容性进行实验研究.设计实验方法和装置,明确了液态产物是MM热分解产物的主要成分,并分析了MM热分解主要的反应途径;对220～300℃下MM的热分解率进行测量,获得MM热分解的基础物性数据,发现MM在240℃时就已经能发生明显的热分解现象.通过实验确认了空气会改变MM的热分解机理,同时会造成热分解率的上升.此外,实验获取了MM在中高温工况下与金属材料的相容性实验数据.结果表明,铜材料试件的拉伸强度下降了0.54％,而304不锈钢试件未有明显变化,因此304不锈钢在与MM的材料相容性方面优于铜材料.同时,在相同条件下比较了MM和正戊烷的材料相容性数据.正戊烷实验中铜材料试件的拉伸强度下降了2.27％,远大干MM实验中的结果,表明MM与金属材料的相容性优于正戊烷.

关键词：有机朗肯循环、硅氧烷、热稳定性、材料相容性

所属期刊栏目：65

资助基金：国家自然科学基金51806117

在线出版日期：2020-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：410-416