基于分级结构骨架相变储热系统强化传热特性

作者：见禹; 陈宝明^*; 宫晗语

来源：化工进展, 2023, 1-20.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1285

• 相变
• 复合材料
• 分级结构
• 流动
• 传热
• 数值模拟

添加金属骨架的多孔介质复合相变材料可以改善纯相变材料的低导热性能，进一步提高复合相变材料的传热速率具有重要研究意义。本研究采用数值模拟，提出构建主干-分支两级分级结构金属骨架并与石蜡方腔相结合，形成传热效果更好的复合相变传热材料，并在此基础上添加翅片管结构来进一步优化复合相变材料的传热性能。结果表明，翅片管结构对相变传热过程影响显著，在横向主干附近产生的流速突进现象可使熔化前沿更加倾斜，腔内环状流动传热快速向方腔下部移动。优化后的复合相变材料相较于均匀骨架复合相变材料固液相变时间可缩短37.4%，熔化初期瞬时液相速率曲线的波谷提高了1.88倍并且使熔化后期800s时的最大温差减小了20.9%，提高了温度均匀性。本研究在定孔隙率情况下对骨架结构进行了改变，通过更合理的金属骨架体积分布提高了复合相变材料的储热速率。

• 单位
  山东建筑大学; 土木工程学院