泡沫金属复合PCM微结构传热储热过程模拟

• 作者: 徐祥贵 王丽琼 王君雷 王燕 黄巧 黄云
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 泡沫金属 复合材料 相变 微结构 传热储热 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 956-964
• 页数: 8页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201128

摘要

以石蜡作为相变材料（PCM），采用六面通圆孔三维结构模型，对泡沫金属复合PCM内相变熔化过程进行了数值模拟。研究了不同材料（Cu、Al、Ni、Fe）泡沫金属孔密度和孔隙率对复合PCM传热和储热性能的影响。结果表明，泡沫金属复合PCM传热过程受热传导和自然对流作用综合影响；随孔密度增加，复合PCM完全熔化时间缩短幅度逐渐减小，且泡沫金属热导率越高，孔密度对传热速率影响越大；泡沫金属复合PCM内存在非热平衡现象，孔密度和孔隙率增加均可减小最大平均温差，但对最终平衡时间的影响却截然不同；此外，泡沫金属复合PCM单位质量储热密度随孔隙率增大而增大，相比泡沫Cu、Ni、Fe复合PCM，泡沫Al复合PCM的单位质量储热密度较大，增加速率也较大。