梯度孔隙率泡沫金屬復(fù)合相變材料蓄熱過程研究.pdf

1、在能源危機(jī)的背景下，新能源汽車得到了世界各國政府的大力支持并得到迅猛的發(fā)展。大容量鋰離子電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力核心，其性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了電動(dòng)汽車的性能，因此對(duì)鋰離子電池工作性能的研究尤為重要。溫度是影響鋰離子電池工作的重要因素之一。合理的溫度范圍能夠提高電池的輸出性能，延長電池的使用壽命，因而需要對(duì)電池進(jìn)行有效的熱管理。相變蓄熱具有蓄熱密度大、結(jié)構(gòu)簡單、無耗能、體積小和溫度變化小等優(yōu)點(diǎn)，因此具有良好的發(fā)展前景。
　　本文

2、根據(jù)電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的發(fā)熱情況，搭建泡沫鋁-石蠟復(fù)合相變材料蓄熱可視化實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)泡沫鋁-石蠟復(fù)合相變材料蓄熱系統(tǒng)進(jìn)行相變界面的移動(dòng)、溫度變化、溫差變化的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:自然對(duì)流會(huì)對(duì)相變界面的移動(dòng)產(chǎn)生較大影響，并惡化復(fù)合相變材料底部的換熱，使得沿?zé)崃髅芏确较蛏系臏夭钶^大，在熱流密度垂直的方向上溫差較小。
　　根據(jù)獲得的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)泡沫鋁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化復(fù)合相變材料的蓄熱過程。鑒于實(shí)驗(yàn)手段有限，本文將重點(diǎn)采用數(shù)值模擬

3、方法對(duì)復(fù)合相變材料的蓄熱過程進(jìn)行研究。根據(jù)泡沫鋁的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，建立與實(shí)際結(jié)構(gòu)相近的十四面體多孔介質(zhì)模型，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明:模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度一致，這表明簡化的多孔介質(zhì)模型能夠很好的反映泡沫鋁的真實(shí)結(jié)構(gòu)，數(shù)值模擬獲取結(jié)果的可靠性較好。
　　通過多孔介質(zhì)模型對(duì)復(fù)合相變材料的相變界面的移動(dòng)、溫度均勻性及蓄熱性能進(jìn)行了研究，針對(duì)泡沫金屬的孔隙率變化對(duì)復(fù)合相變材料蓄熱過程的影響，并分析了不同均勻孔隙率泡沫鋁復(fù)

4、合相變材料與孔隙率梯度變化的復(fù)合相變材料的蓄熱過程。研究結(jié)果表明:相變界面的移動(dòng)受孔隙率的影響較大?？紫堵试酱?，相變界面的移動(dòng)與加熱面的夾角越明顯?？紫堵试酱?，復(fù)合相變材料的溫度均勻性越差?？紫堵侍荻茸兓◤牡撞康巾敳?，孔隙率呈0.86-0.90-0.94三段式和0.86-0.94線性增大）能有效改善底部傳熱較差，改善復(fù)合相變材料的內(nèi)部傳熱，加速相變材料的融化。孔隙率三段式梯度變化和孔隙率線性變化的復(fù)合相變材料的內(nèi)部溫差較均勻孔隙率為0