泡沫金属孔密度对石蜡相变传热强化的影响机理

作     者：朱刘灿 王子龙 金谦 胡常青 ZHU Liucan;WANG Ziong;JIN Qian;HU Changqing

作者机构：上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 克拉玛依碳和网络科技有限公司新疆克拉玛依834000 上海铂世光半导体科技有限公司上海201700 

出 版 物：《流体机械》 (Fluid Machinery)

年 卷 期：2024年第52卷第5期

页      面：1-8,54页

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：上海市“科技创新行动计划”项目(21S31900200) 上海市自然科学基金项目(20ZR1438600) 

主　　题：泡沫金属 孔密度 相变储能 强化传热 

摘      要：为了探究泡沫金属孔密度对相变材料熔化过程中流动传热特性的影响,通过试验设计并搭建了1套半圆柱形的可视化蓄热装置,分析了孔密度对复合相变材料熔化过程中温度分布、固液相界面、换热系数等热特性的影响机理。结果表明:泡沫金属铜能够提高内部石蜡的温度响应速率,缩短熔化时间,并减小相变材料内部温度梯度;纯石蜡和孔密度为0.20,0.59,0.98 mm^(-1)的铜复合相变材料在石蜡熔化后的温度梯度分别为35.26,12.19,20.49,28.39 K;自然对流换热占比也随着泡沫金属铜孔密度的增加而减小;当加热功率为30 W时,孔密度为0.20,0.59,0.98 mm^(-1)的铜复合相变材料自然对流占比分别为20.72%,19.33%,18.24%,且自然对流占比均小于50%,表明在填充率为1.28%的条件下,泡沫金属铜复合相变材料的传热机制以热传导为主。研究结果可为相变蓄热系统的设计提供参考。