梯度骨架对固液相变蓄热特性影响研究

在相变材料中添加高导热率的金属骨架可以缩短固液相变过程的融化时间,提高相变蓄热系统的平均蓄热速率.文章建立了二维含梯度骨架固液相变模型,利用有限元分析法对相变过程进行数值模拟,探讨方腔内填充不同梯度金属骨架结构对固液相变蓄热特性的影响.结果表明:与不填充金属骨架的纯石蜡固液相变过程相比,填充金属骨架后,传热方式以金属骨架的导热为主;在不同的骨架数量条件下,均为正梯度骨架结构的完全融化时间最短、平均蓄热速率最快,且骨架数量越多、孔隙率越小,正梯度骨架结构的平均蓄热速率越大;由于正梯度骨架结构强化了远离加热源测相变材料的换热过程,因此对相变换热过程的强化效果最好.