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摘要
基于相反传热方向上相变程度不同引起的传热形式和系数差异设计的相变材料热二极管被认为是有潜力的热管理器件。然而多种材料的使用或仅依靠数值模拟的研究使其结构复杂或理想化，降低了其实际应用的可能性。因此，本文结合材料固液相变和自然对流过程的传热形式和传热系数变化，提出了一个仅含有CaCl2·6H2O单相变材料的简单热二极管结构，并制备了相应的器件，搭建了稳态热通量测试系统用于实验研究，其测量精度与文献记载值相比具有良好的准确度，实验研究了冷热端温差和正反传热方向对热二极管热整流效果的影响规律。结果表明：热二极管的热通量随冷热源温差的减小而降低，正向和反向分别沿逆重力和重力方向时，热整流比最高可达1.58，最佳冷源温度范围为20-25℃，接近室温，所提出的相变材料热二极管结构在建筑节能和热管理等方面具有一定的应用潜力。
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