金屬骨架斷面對石蠟相變傳熱影響的模擬分析

1 概述

可再生能源的開發與利用成為解決資源緊缺和環保問題的有效手段之一

。與化石能源不同，大多數可再生能源具有隨機、間歇、波動的特性，在時間和空間上的需求和供給不匹配

。需采用熱能儲存技術將熱能儲存起來，移峰填谷，實現能源穩定可靠輸出。根據原理不同，熱能儲存技術可分為化學反應儲能、顯熱儲能、潛熱儲能

。潛熱儲能又稱為相變儲能，利用相變材料實現熱量的儲存與釋放

。

石蠟作為一種常見的相變材料，優點在于相變溫差小，物理化學性能穩定，無毒無污染，但也存在熱導率低的缺點

。近年來，國內外學者研究通過向石蠟中添加泡沫金屬、金屬骨架的方法增強石蠟的導熱性能。楊佳霖等人

將石蠟注入泡沫金屬銅制成泡沫金屬銅-石蠟復合相變材料，通過數值模擬計算得出結論：復合相變材料與純石蠟相比，相變過程內部溫差更小，蓄熱熱通量更大，溫度分布更加均勻。Ghalambaz等人

使用焓-孔隙法模擬覆蓋相變材料-泡沫金屬的散熱器的共軛流動和傳熱，結果表明：覆蓋復合相變材料可以有效提高散熱器外部冷卻速率，從而控制散熱器表面溫度。胡杰等人

使用有限元仿真分析方法，模擬在石蠟中添加不同孔隙率的泡沫金屬鋁，計算石蠟的熔化過程，結果表明：復合相變材料的導熱性能隨泡沫金屬孔隙率的增大而減弱。田東東等人

搭建可視化實驗臺，分析對比純石蠟和添加泡沫金屬的復合相變材料的熔化時間，驗證不同厚度泡沫金屬對換熱強度的影響。……