石墨泡沫炭基相變儲能材料傳熱分析.pdf

1、根據(jù)美國國家航天局的統(tǒng)計,有90％的航空航天任務的失敗都是由于熱能無法及時傳遞而導致一些電子元器件失效所致,相變材料可以通過相變的方式吸收跟釋放能量,將溫度維持在相變點附近一個很小的變化范圍內(nèi),但是一般潛熱比較高的相變材料導熱系數(shù)都很低,當受到急劇熱載荷作用時,反而會加劇熱量的累積,石墨泡沫炭相變復合材料能將石墨泡沫炭的高導熱系數(shù)與相變材料的高潛熱有效地結(jié)合起來,在溫控儲能方面有很廣闊的應用前景。
　　本文首先對石墨泡沫炭的傳熱性

2、能進行了分析,通過線性同余法產(chǎn)生隨機數(shù),采用Autocad VBA編程得到二維與三維隨機泡沫幾何模型,運用Fluent軟件模擬了其有效導熱系數(shù),結(jié)果表明二維模型只能對泡沫結(jié)構(gòu)的有效導熱系數(shù)進行定性的研究,而三維的模型如果選擇合適的隨機因子,能很好的預估石墨泡沫炭的有效導熱系數(shù)值,并且從結(jié)果可以看出,其有效導熱系數(shù)主要取決于泡沫的孔隙率與均勻度,與孔徑無關(guān),孔隙率越低,均勻度越好,有效導熱系數(shù)則越高。
　　其次,基于Fluent軟件

3、中的融化/凝固模塊,對純相變材料以及石墨泡沫炭相變復合材料的相變過程做了模擬分析,結(jié)果表明,泡沫炭的加入很大程度上提高了相變的速度,但是同時也減少了自然對流對相變過程的影響。之后研究了Ra數(shù)與Da數(shù)對復合材料融化過程的影響,結(jié)果顯示Ra數(shù)與Da數(shù)越大,自然對流對相變過程的影響也就隨之加大,融化速度也相應增快。同時通過Da數(shù)的表達式我們可以進一步得知泡沫結(jié)構(gòu)孔徑對相變過程的影響,孔徑越大,自然對流的影響越強,融化速度也就越快。