相變材料能量非對稱性分析與傳熱過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著能源消耗的日益加劇，如何合理高效的利用能源已成為倍受人們關(guān)注的焦點(diǎn)。相變儲能是近年來興起的一種提高能源利用效率的先進(jìn)技術(shù)，可用于解決能源供需之間的失配矛盾。相應(yīng)地，深入分析相變材料內(nèi)部具體的傳熱過程，能為相變材料的實(shí)際運(yùn)用提供理論指導(dǎo)。因此本文采用模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，針對相變材料熔化過程與凝固過程中存在的能量非對稱性以及材料內(nèi)部的傳熱過程進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　對數(shù)種相變材料進(jìn)行了DSC測試，測試結(jié)果都表

2、明相變材料熔化過程與凝固過程中的能量是非對稱的。而正由于該非對稱性，相變材料的焓值與狀態(tài)不僅取決于相變材料的溫度，還受其“前狀態(tài)”的影響。
　　對兩種相變材料分別進(jìn)行了步冷實(shí)驗(yàn)，分析得出影響相變材料熔化過程與凝固過程能量非對稱性的因素是相變材料在熔化過程與凝固過程中存在的非對稱度與過冷度?；诩袇?shù)法和有效熱容法建立了相變材料步冷溫度變化模型，并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對模型進(jìn)行了驗(yàn)證。模型計(jì)算結(jié)果表明:相變材料在冷卻過程中開始發(fā)生相變的時(shí)

3、間和相變持續(xù)時(shí)間均與其過冷度呈指數(shù)關(guān)系。相變材料的有效潛熱大小對相變材料開始發(fā)生相變的時(shí)間沒有影響，而相變持續(xù)時(shí)間隨著有效潛熱的增大而增大。
　　對比分析了有效熱容法與焓法兩種相變傳熱模型。結(jié)果表明:當(dāng)采用有效熱容法建立模型時(shí)，如果在一個(gè)時(shí)間步長內(nèi)，相變材料的狀態(tài)（固態(tài)、熔融態(tài)、液態(tài)）發(fā)生了改變，則在計(jì)算過程中會存在計(jì)算誤差。計(jì)算誤差隨著單位時(shí)間步長內(nèi)相變材料吸收熱量的增大而增大，且相變材料相變溫度區(qū)間越小，該計(jì)算誤差越大，而采用