泡沫金屬對(duì)相變蓄熱強(qiáng)化性能的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展,能源的消耗越來(lái)越大,降低能源的消耗和新能源的開(kāi)發(fā)成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)題。為了促進(jìn)太陽(yáng)能等清潔可再生能源的利用,達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果,相變蓄熱以其蓄熱密度高、過(guò)程易控制等特點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。但是很多相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)都較小,這必然會(huì)嚴(yán)重影響其傳熱速率和凍融速率。泡沫金屬以其質(zhì)輕、高比熱、高導(dǎo)熱等優(yōu)點(diǎn),作為相變蓄熱中的高導(dǎo)熱填充物在航天、航空、環(huán)保等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文以石蠟作為相變蓄熱材料(P

2、hase Change Materials,PCM),通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,研究了傳熱溫差和高導(dǎo)熟填充物對(duì)相變蓄熱器蓄放熱效率的影響。首先根據(jù)物理模型,通過(guò)適當(dāng)?shù)募僭O(shè),建立數(shù)學(xué)模型。利用FLUENT軟件對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,模擬結(jié)果表明傳熱溫差越大,蓄放熱效率越高,泡沫金屬的添加不但加快了蓄放熱速率,而且使整個(gè)蓄熱容器里的溫度分布比較均勻。然后對(duì)蓄熱器實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)并搭建了蓄熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái),設(shè)計(jì)了多組實(shí)驗(yàn)

3、方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使用Agilent34970A對(duì)不同位置相變材料的溫度和熱媒體水(HTF)的流量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。實(shí)驗(yàn)分蓄熱和放熱兩個(gè)過(guò)程,在不同的加熱溫度和添加泡沫銅前后的情況下進(jìn)行了反復(fù)的蓄放熱實(shí)驗(yàn),分析HTF的進(jìn)口溫度和高導(dǎo)熱填充物對(duì)蓄熱器熱性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加熱溫度越高或冷卻溫度越低,完成相變所需的時(shí)間越少,效率越高,泡沫銅的添加不僅使蓄熱器內(nèi)溫度分布均勻,而且大大縮短了蓄放熱所需時(shí)間。
　　 將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果