硝酸熔鹽納米流體比熱容提高的模擬與實(shí)驗(yàn)研究

魏小蘭 林國(guó)慶 丁靜 王維龍 陸建峰 劉書(shū)樂(lè)

(1.華南理工大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.中山大學(xué) 材料與工程學(xué)院，廣東 廣州 510006)

新型清潔無(wú)污染能源的高效應(yīng)用是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染的有效措施。太陽(yáng)能作為一種可再生清潔能源，具有極高的利用潛力[1- 3]。太陽(yáng)能光熱技術(shù)能夠整合儲(chǔ)熱系統(tǒng)，使其成為包括我國(guó)在內(nèi)的眾多國(guó)家和地區(qū)利用太陽(yáng)能發(fā)電的重要選擇[4- 10]。為擺脫太陽(yáng)能利用中的季節(jié)局限性，解決發(fā)用電高峰的不匹配問(wèn)題，工程上需要一種能夠?qū)⑻?yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)以待調(diào)配供給的儲(chǔ)熱材料。為了最大化能量利用率，目前多使用溫域?qū)?、蒸氣壓低、熱?dǎo)率和比熱容均較大的熔鹽作為傳儲(chǔ)熱材料。

傳儲(chǔ)熱系統(tǒng)中儲(chǔ)熱材料的性質(zhì)決定了整個(gè)系統(tǒng)的效率[11]，目前商用比較成熟的熔鹽多為硝酸熔鹽(如太陽(yáng)鹽、Hitec等)，但是硝酸熔鹽的明顯缺點(diǎn)是熱物性(尤其是比熱容)相對(duì)較低。為進(jìn)一步強(qiáng)化傳儲(chǔ)熱工質(zhì)的熱物性，提高傳儲(chǔ)熱效率，Choi等[12]首次提出向流體里加入極少量納米顆粒形成納米流體，并發(fā)現(xiàn)該方法能使流體的熱性能有明顯提高。近年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)各種納米流體進(jìn)行了研究。Shin及其團(tuán)隊(duì)[13- 14]在Li2CO3-K2CO3熔鹽中添加1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的SiO2，流體比熱容提高了19%～24%；在三元LiNO3-NaNO3-KNO3中摻雜SiO2(粒徑分別為5、10、30和 60 nm)，流體比熱容增幅在13%～16%之間。Jo等[15]在二元Li2CO3-K2CO3熔鹽中復(fù)合碳納米管(MWCNT)，通過(guò)改變?nèi)埯}配比發(fā)現(xiàn)，無(wú)論固態(tài)還是液態(tài)，混合物的比熱容都有明顯的提高，液態(tài)流體比熱容提高可達(dá)6.0%～29.3%；Ding及其團(tuán)隊(duì)[16- 19]用球磨法在太陽(yáng)鹽中添加CuO和TiO2，CuO添加量最低(0.1%)時(shí)比熱容增幅最大(提高10.48%)，添加量升高到1.5%時(shí)比熱容開(kāi)始降低，而添加TiO2的流體的比熱容增幅與TiO2添加量無(wú)關(guān)；Wen及其團(tuán)隊(duì)[20- 24]發(fā)現(xiàn)：在太陽(yáng)鹽中摻雜0～2.0%的Al2O3，流體比熱容提高了1.9%～8.3%；利用CuO2O4·0.5H2O原位生成(0.1%～3.0%)CuO納米流體，CuO含量為0.5%時(shí)，太陽(yáng)鹽熔鹽的比熱容增幅達(dá)11.5%。以上針對(duì)不同制備方法和體系的研究結(jié)果都說(shuō)明，納米顆粒的加入會(huì)明顯提高熔鹽流體的比熱容。

然而，納米粒子對(duì)比熱容的改善不符合混合模型[25]的預(yù)測(cè)，由此引發(fā)了人們對(duì)加入納米顆粒后比熱容提高原因的探討，例如以下猜測(cè)及模擬研究：Ho等[26]用所開(kāi)發(fā)的新型裝置復(fù)合Al2O3與Hitec熔鹽，發(fā)現(xiàn)添加量在0.063%時(shí)比熱容提高率達(dá)19.9%，而在添加量大于2.000%時(shí)比熱容會(huì)下降，為探究其原因，他們建立了界面區(qū)域簡(jiǎn)化模型，認(rèn)為納米顆粒是通過(guò)提高其界面面積來(lái)提高熔鹽比熱容的；Seo等[27]觀察到，加入納米顆粒后熔鹽流體會(huì)在納米顆粒表面形成樹(shù)突狀結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為這種樹(shù)突狀結(jié)構(gòu)是比熱容增加的原因；Qiao等[19，28]和Jo等[29]通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)分別研究了SiO2在NaNO3中分散、SiO2在KCl中分散、石墨在Li2CO3-K2CO3中分散的效果，一致認(rèn)為熔鹽在納米顆粒周圍會(huì)形成密度增大的壓縮層，這種壓縮層的存在造成了比熱容的提高。

目前的模擬研究存在以下不足：1)所構(gòu)建的納米熔鹽體系包含的原子數(shù)量有限，僅容納了1顆粒納米粒子且粒徑僅為1 nm，而且被放入的粒子多為實(shí)心球體，沒(méi)有考慮納米粒子自身的原子空間結(jié)構(gòu)，因此無(wú)法揭示熔鹽與納米粒子之間的界面效應(yīng)本質(zhì)；2)在計(jì)算納米粒子添加量對(duì)比熱容的影響方面，現(xiàn)有模擬只能通過(guò)減少熔鹽的原子數(shù)量來(lái)改變顆粒與熔鹽的相對(duì)含量，無(wú)法說(shuō)明實(shí)際納米熔鹽流體中多納米顆粒以及由此產(chǎn)生的粒子團(tuán)聚現(xiàn)象對(duì)納米熔鹽流體比熱容的影響，導(dǎo)致模擬結(jié)果不理想；3)現(xiàn)有模擬計(jì)算多關(guān)注納米粒子加入后對(duì)納米熔鹽體系整體熱物性的影響，較少關(guān)注納米顆粒的加入是否會(huì)導(dǎo)致熔鹽流體內(nèi)陰陽(yáng)離子微觀結(jié)構(gòu)的變化，因此忽視了熔鹽微觀結(jié)構(gòu)變化對(duì)納米熔鹽流體熱物性改變的貢獻(xiàn)。事實(shí)上，深刻認(rèn)識(shí)這些影響對(duì)指導(dǎo)納米熔鹽流體的制備、保證納米熔鹽流體的高效運(yùn)行至關(guān)重要。為解決上述問(wèn)題，文中構(gòu)建了原子數(shù)量更大的模擬體系，同時(shí)構(gòu)建了原子有序排列的SiO2晶格模型，以研究不同數(shù)量納米粒子對(duì)熔鹽微觀結(jié)構(gòu)的影響，以及熔鹽在不同納米粒子表面的分布狀態(tài)；在此基礎(chǔ)上，研究納米粒子的分散程度對(duì)熔鹽熱物性的影響，并對(duì)納米粒子添加量對(duì)體系內(nèi)各種形式能量的影響進(jìn)行拆解研究，以期揭示納米粒子引起納米熔鹽流體比熱容提高的微觀本質(zhì)。

1 方法與步驟

1.1 模擬方法

采用分子動(dòng)力學(xué)方法，從微觀尺度模擬在二元太陽(yáng)鹽熔鹽中加入不同含量及粒徑的SiO2納米顆粒后，熔鹽流體的熱物性及微觀結(jié)構(gòu)。

1.1.1 力場(chǎng)

對(duì)于硝酸熔鹽以及納米顆粒的分子動(dòng)力學(xué)模擬，非鍵相互作用部分選擇了帶有庫(kù)侖相互作用的Buckingham勢(shì)，以獲得更為準(zhǔn)確的硝酸鹽的微觀結(jié)構(gòu)，即

(1)

式中：等號(hào)右邊第1項(xiàng)描述離子間斥力，Aij為斥力參數(shù)，ρij為硬化參數(shù)，rij為兩原子間距離；第2項(xiàng)描述偶極色散作用，Cij為范德華色散力參數(shù)；第3項(xiàng)描述離子間庫(kù)侖力，qi、qj為離子所帶電荷；E為Buckingham勢(shì)總能量。

對(duì)于成鍵部分，比較了Jayaraman等[30]和Ni等[31]的工作后發(fā)現(xiàn)，后者在規(guī)定鍵角彎曲時(shí)采用的Uray-Bradley項(xiàng)能更好地描述硝酸根的微觀結(jié)構(gòu)，對(duì)于物性模擬的結(jié)果更加準(zhǔn)確，因此采用后者進(jìn)行文中研究，其成鍵相互作用表達(dá)式為

E=Kb(r-r0)2+Ka(θ-θ0)2+Kub(r-rub)2

(2)

式中，等號(hào)右邊第1項(xiàng)表示N—O鍵的拉伸振動(dòng)，第2項(xiàng)表示O—N—O的鍵角彎曲，第3項(xiàng)表示O—N—O角中兩個(gè)O的非鍵相互作用(距離)。式中具體符號(hào)的物理意義見(jiàn)文獻(xiàn)[31]，文中不再贅述。成鍵相互作用部分分子動(dòng)力學(xué)模擬的力場(chǎng)參數(shù)分別是：Kb，169 025 kJ/(mol·nm2)；r0，0.126 76 nm；Ka，261 458.2 J/mol；θ0，120°；Kub，478 231.2 J/mol；rub，0.219 55 nm。

表1 非成鍵相互作用部分分子動(dòng)力學(xué)模擬的力場(chǎng)參數(shù)

1.1.2 模擬細(xì)節(jié)

文中使用的模擬軟件為分子動(dòng)力學(xué)軟件LAMMPS，計(jì)算平臺(tái)為“天河二號(hào)”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。為了避免粒子丟失和消除邊界效應(yīng)，采用周期性邊界條件，截?cái)喟霃叫∮谀M盒子邊長(zhǎng)的一半，截?cái)喟霃街獾拈L(zhǎng)程庫(kù)倫相互作用使用PPPM方法計(jì)算，以減小計(jì)算誤差。

如表2所示，在計(jì)算之前，對(duì)單元熔鹽與SiO2顆粒進(jìn)行了單獨(dú)的模擬，得到與實(shí)驗(yàn)值吻合較好的密度結(jié)果，確認(rèn)了計(jì)算的可靠性。為了模擬納米粒子分布在熔鹽中相對(duì)更加真實(shí)的情況，不同于Jo等[29]模擬的初始結(jié)構(gòu)，文中在添加不同含量的粒子時(shí)，固定二元熔鹽的總原子個(gè)數(shù)(7 840)和初始模擬盒子體積不變，往其中加入直徑為1 nm的SiO2納米顆粒，通過(guò)改變SiO2顆粒的加入數(shù)目來(lái)改變總質(zhì)量分?jǐn)?shù)。圖1(a)和1(b)分別為加入1個(gè)和2個(gè)納米顆粒后的初始模型。在考察SiO2粒徑的影響時(shí)，則先將粒徑分別為1 nm、2 nm的SiO2納米顆粒放在模擬盒子中心，使熔鹽離子隨機(jī)分布在其周圍，在密度一定時(shí)通過(guò)改變模擬盒子的體積來(lái)控制離子的加入量。在考察不同熔鹽離子與納米顆粒距離下熔鹽離子的分布情況時(shí)，將納米顆粒之外的熔鹽部分以球形納米顆粒球心為共同球心，分割成半徑逐步增大的若干個(gè)同心球殼，如圖2所示，計(jì)算每一個(gè)球殼中的粒子濃度，即得到粒子密度隨距離變化的情況。

表2 NaNO3、KNO3和SiO2密度的實(shí)驗(yàn)值與模擬值比較

(a)SiO2添加量為0.5%時(shí)

(b)SiO2添加量為1.0%時(shí)

圖1 模擬中的初始模型

初始模型建成后，首先經(jīng)過(guò)一個(gè)能量最小化的步驟以防止原子之間出現(xiàn)重疊，之后將系統(tǒng)溫度升高到1 000 K以確保熔鹽完全熔化，再模擬退火降溫到目標(biāo)溫度，在NPT系綜下使用Nose-Hoover方法控制溫度和壓力，確保體系弛豫足夠長(zhǎng)時(shí)間以達(dá)到平衡。分析弛豫后系統(tǒng)的動(dòng)能、勢(shì)能及其拆分的分子內(nèi)的能量、庫(kù)侖能、長(zhǎng)程作用力的能量等的變化，然后通過(guò)能量、焓的變化得到整個(gè)系統(tǒng)的比熱容，并使用MSSP程序計(jì)算得到徑向分布曲線。

圖2 納米球團(tuán)外熔鹽分層示意圖

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

為研究納米粒子添加量對(duì)熔鹽比熱容的實(shí)際影響，制備了相應(yīng)的納米熔鹽，并測(cè)試所制納米熔鹽復(fù)合液體的比熱容。

1.2.1 材料制備

文中用到的NaNO3、KNO3均由廣州化學(xué)試劑廠提供，純度為99.5%；20 nm SiO2由南京先豐納米材料科技有限公司提供，純度為99%。將NaNO3、KNO3置于120 ℃烘箱中干燥24 h，除去水分后按照太陽(yáng)鹽比例分別稱取所需質(zhì)量的組分，隨后放入坩堝中機(jī)械混合均勻，采用靜態(tài)熔融法在350 ℃馬弗爐中恒溫加熱3～4 h，使熔鹽完全處于液體狀態(tài)并混合均勻形成共晶熔鹽，冷卻后將其研磨成粉末并置于干燥器中密封保存。按照SiO2的各個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，每次稱取精確質(zhì)量的20 nm SiO2納米粉末，通過(guò)靜態(tài)攪拌法將SiO2粉末加入到二元硝酸熔鹽中，350 ℃下保溫3 h使其完全混合，自然冷卻至室溫后密封保存。

1.2.2 比熱容測(cè)量

采用DSC差示掃描量熱儀[32]測(cè)量熔鹽比熱容，用已知比熱容的藍(lán)寶石當(dāng)做基準(zhǔn)物。用鋁鍋?zhàn)鳛闇y(cè)量容器，先后3次測(cè)定DSC曲線。第1條DSC曲線為空坩堝時(shí)的熱流曲線，即基線；第2次測(cè)定藍(lán)寶石升溫時(shí)的曲線，即標(biāo)準(zhǔn)線；第3次測(cè)定樣品的熱流曲線。以這3條熱流曲線為基礎(chǔ)，根據(jù)式(3)計(jì)算樣品的比熱容：

(3)

在式(3)中：cp，sample和cp，sapphire分別為樣品和藍(lán)寶石的比熱容；Qsample、Qblank和Qsapphire分別為待測(cè)樣品、空坩堝、藍(lán)寶石的熱流；msapphire、msample分別為藍(lán)寶石和樣品的質(zhì)量，為了減小誤差和保證測(cè)試的可重復(fù)性，一般將樣品質(zhì)量稱取得與藍(lán)寶石質(zhì)量接近。裝樣品時(shí)盡量使樣品鋪滿鋁坩堝底層表面以避免樣品融化時(shí)溢出。測(cè)量過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行，氣體流速為80 mL/min，升溫速率為10 ℃/min，先由室溫升高至90 ℃，恒溫10 min以除去水分并保持信號(hào)穩(wěn)定，再由90 ℃程序升溫到400 ℃，恒溫5 min，然后冷卻至室溫。

2 結(jié)果與討論

2.1 納米熔鹽復(fù)合流體的比熱容cp的變化

比熱容cp的計(jì)算方法有兩種，第1種是通過(guò)系綜平均得到的能量漲落計(jì)算得到，如式(4)：

(4)

式中：〈δE2〉=〈E2〉-〈E〉2，E為體系的總能量；kB為玻爾茲曼常數(shù)。第2種是通過(guò)定壓焓變?chǔ)來(lái)確定，如式(5)：

(5)

文中比較了兩種方法得到的結(jié)果后，采用了更接近實(shí)際的第2種方法來(lái)計(jì)算比熱容。

考慮到計(jì)算量和計(jì)算周期，選擇1 nm SiO2加入KNO3-NaNO3二元硝酸熔鹽中形成復(fù)合液體，計(jì)算不同納米粒子添加量下復(fù)合液體的比熱容，探討復(fù)合液體比熱容增大的可能性。與現(xiàn)有研究?jī)H添加1個(gè)納米顆粒并通過(guò)降低熔鹽原子數(shù)來(lái)改變SiO2添加量的方法[18- 20]不同，這里采取與實(shí)際情況更為接近的增加納米球團(tuán)個(gè)數(shù)并調(diào)整熔鹽原子數(shù)的方式來(lái)改變納米熔鹽復(fù)合液體的相對(duì)含量。

在實(shí)驗(yàn)制備過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)粒徑小于15 nm的SiO2粉末由于粒徑太小其表面潤(rùn)濕性較差，難以按預(yù)期含量制備出理想的、混合均勻的納米熔鹽復(fù)合液體，于是采用粒徑為20 nm的SiO2進(jìn)行制備，以測(cè)量納米熔鹽復(fù)合液體比熱容的提高情況。圖3分別給出了含1 nm和20 nm SiO2的納米熔鹽復(fù)合液體比熱容的模擬值與實(shí)驗(yàn)值。從圖3可知，隨著復(fù)合液體中SiO2納米顆粒含量的增大，納米熔鹽復(fù)合液體比熱容的測(cè)量值和模擬值大體上都呈現(xiàn)先增大后增幅減緩的趨勢(shì)，即實(shí)驗(yàn)和模擬中都存在著一個(gè)最佳的添加量。在模擬中，SiO2添加量在1.0%～1.5%時(shí)比熱容提高最多，相比基礎(chǔ)熔鹽提高了約7.6%。加入納米顆粒的熔鹽液體，其實(shí)測(cè)比熱容的提高率比模擬結(jié)果小，這可能與實(shí)際納米粉體中存在較大顆粒有關(guān)，也可能與實(shí)際納米粉體添加量增大后在熔鹽中發(fā)生聚集有關(guān)，還可能是由于硝酸熔鹽與SiO2在工況溫度下發(fā)生緩慢放熱反應(yīng)，使實(shí)測(cè)納米流體熱流曲線包含SiO2與硝酸熔鹽的少量反應(yīng)熱，導(dǎo)致比熱容測(cè)量結(jié)果較低。檢索文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，Wei等[33]在石英(SiO2)坩堝中加熱二元硝酸熔鹽時(shí)，監(jiān)測(cè)到了NOx的排放，并從化學(xué)熱力學(xué)理論計(jì)算證明，硝酸熔鹽在工況溫度下可以與SiO2發(fā)生反應(yīng)。

圖3 模擬(1 nm)與實(shí)驗(yàn)(20 nm)中硝酸熔鹽納米流體比熱容隨SiO2添加量的變化

為探討納米熔鹽復(fù)合液體比熱容提高的機(jī)理，下面從納米粒子對(duì)熔鹽微觀結(jié)構(gòu)的影響、熔鹽離子在納米顆粒表面的分布特征、納米顆粒分散程度與比熱容提高相關(guān)性的角度，探討納米熔鹽復(fù)合液體比熱容提高的微觀本質(zhì)，通過(guò)對(duì)納米熔鹽復(fù)合液體內(nèi)部各種能量分布的拆解，探析微觀結(jié)構(gòu)變化對(duì)宏觀熱物性影響的科學(xué)本質(zhì)。

2.2 納米顆粒對(duì)熔鹽微觀結(jié)構(gòu)的影響

(a)K—O徑向分布函數(shù)

(b)K—N徑向分布函數(shù)

(c)Na—O徑向分布函數(shù)

(d)Na—N徑向分布函數(shù)

2.3 熔鹽離子在納米顆粒表面的分布特征

(a)SiO2粒徑為1nm時(shí)

(b)SiO2粒徑為2nm時(shí)

2.4 納米顆粒分散程度對(duì)比熱容增加的影響

為深刻認(rèn)識(shí)納米熔鹽復(fù)合液體中納米粒子分散程度對(duì)熔鹽比熱容提高的影響，選取粒徑為1 nm的SiO2顆粒，與文獻(xiàn)[18- 20]方法不同，在基礎(chǔ)熔鹽中加入多個(gè)納米粒子使復(fù)合液體中的納米粒子含量分別達(dá)到2.5%和3.5%(圖6所示為2.5% SiO2添加量時(shí)聚集和分散情況下的初始模型)，以模擬實(shí)際納米熔鹽復(fù)合液體的多粒子狀況，然后計(jì)算相同含量下納米顆粒分散與聚集時(shí)各自的比熱容，并加以對(duì)比，研究納米顆粒分散程度對(duì)比熱容的影響。這里采取的分散標(biāo)準(zhǔn)是：任意兩顆粒中心的距離大于2 nm；聚集標(biāo)準(zhǔn)則是：顆粒在熔鹽盒子中心組成一個(gè)大的球團(tuán)。圖7給出了不同納米粒子含量下復(fù)合液體在分散和聚集狀態(tài)下的比熱容。結(jié)果表明，SiO2添加量為2.5%時(shí)，分散分布的SiO2顆粒加入后，復(fù)合液體的比熱容為1.64 J/(g·K)，比相同添加量下聚集分布時(shí)的比熱容高7.2%，比基礎(chǔ)熔鹽的比熱容高9.3%。聚集分布的復(fù)合液體的比熱容比基礎(chǔ)熔鹽的比熱容僅提高2.1%，這與圖3中實(shí)驗(yàn)測(cè)定的納米熔鹽流體比熱容提高率小于預(yù)期值的結(jié)果相類似，在一定程度上說(shuō)明，圖3所示納米熔鹽比熱容測(cè)量值規(guī)律性欠佳可能是由于納米粒子的隨機(jī)聚集所致。

(a)聚集

(b)分散

圖7 添加2.5%和3.5% SiO2時(shí)聚集和分散情況下的比熱容

2.5 納米熔鹽流體比熱容提高機(jī)理(能量)分析

為了進(jìn)一步說(shuō)明比熱容提高的本質(zhì)，對(duì)不同含量1 nm SiO2熔鹽復(fù)合液體體系在625 K時(shí)的能量組成進(jìn)行拆解分析。如圖8(圖中曲線已按照繪圖順序編號(hào))，整體的總能量(線1)包括動(dòng)能(線2)和勢(shì)能(線3)，其中勢(shì)能包括范德華能(線4)、庫(kù)侖能(線5)、分子內(nèi)鍵振動(dòng)扭曲的能量(線6)以及長(zhǎng)程作用力的部分(線7)。

ET=EK+EP

(6)

EP=Evdwl+Ecoul+Emol+Elong

(7)

以上對(duì)對(duì)體系能量的分析式中：ET為體系的總能量；EK為體系的動(dòng)能；EP為體系的勢(shì)能；Evdwl為范德華力引起的能量變化；Ecoul為庫(kù)倫能；Emol為分子內(nèi)的相互作用力產(chǎn)生的能量，在文中具體表現(xiàn)為硝酸根N—O鍵的伸縮振動(dòng)、O—N—O鍵角的扭轉(zhuǎn)動(dòng)，以及硝酸根的二面角和非正常二面角的扭曲振動(dòng)；Elong為模中的截?cái)喟霃街獠糠值膸?kù)倫力和范德華相互作用等投射到k空間的能量影響。

圖8 模擬體系能量拆分

3 結(jié)論

(1)實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算結(jié)果表明，隨著SiO2的加入，熔鹽流體的比熱容增幅先增大后減小，存在一個(gè)最佳的SiO2添加量。

(2)在微觀結(jié)構(gòu)模擬中，硝酸熔鹽及其與SiO2復(fù)合的納米流體呈現(xiàn)出短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的特點(diǎn)。對(duì)于熔鹽，納米顆粒的加入會(huì)減小整體熔鹽的陰陽(yáng)離子Na—N、Na—O、K—N、K—O間的距離，且陰陽(yáng)離子間距離越近，比熱容提高得越多。

(4)納米顆粒的加入使得陰陽(yáng)離子間的距離減小，固液界面的定向排列壓縮層的出現(xiàn)使得體系的庫(kù)倫能增大，離子為克服庫(kù)侖力需要更多的能量，從而在加熱時(shí)表現(xiàn)為比熱容增大，同時(shí)比熱容的變化也與計(jì)算的截?cái)喟霃街饬Ｗ娱g的能量變化有關(guān)。

(5)SiO2添加量為2.5%和3.5%時(shí)，分散和聚集狀態(tài)下的比熱容數(shù)據(jù)顯示，分散程度更高的納米流體的比熱容比聚集時(shí)的比熱容增幅均有大的提高，這說(shuō)明高的分散程度能有效提高比熱容。上述研究從計(jì)算的角度初步證明：加入的納米顆粒粒徑越小、分散程度越高，制備得到的熔鹽納米流體的比熱容提高就越大，這對(duì)高性能儲(chǔ)熱材料的研制具有一定的指導(dǎo)意義。