泡沫金屬內(nèi)流體相變傳熱研究及其在太陽能儲能中的應(yīng)用.pdf

1、蓄熱技術(shù)是提高能源利用效率和保護環(huán)境的重要技術(shù)，可用于解決熱能供給與需求在時間和強度上不匹配的矛盾。潛熱相變由于溫度變動小，相變潛熱大而廣泛使用。但是很多相變材料導(dǎo)熱系數(shù)很小，嚴重影響了其儲能速率。高孔隙率開孔泡沫金屬具有非常大的比表面積，同時還有較為良好的導(dǎo)熱性能，以高孔隙率泡沫金屬材料作為骨架制備而成的新型復(fù)合相變儲能材料的導(dǎo)熱系數(shù)將大大高于相變材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)，在儲能過程中具有更好的傳熱效果。本文研究泡沫金屬內(nèi)相變材料的傳熱特性

2、以及泡沫金屬在太陽能儲能中的應(yīng)用。
　　 論文首先對泡沫鋁中填充相變材料未發(fā)生相變時的導(dǎo)熱過程進行分析，利用經(jīng)驗公式對不同孔隙率泡沫鋁復(fù)合材料的有效導(dǎo)熱系數(shù)進行預(yù)測。對泡沫鋁-空氣、泡沫鋁-水有效導(dǎo)熱系數(shù)進行試驗研究，試驗結(jié)果顯示泡沫鋁孔隙率越小，復(fù)合材料的有效導(dǎo)熱系數(shù)越高，試驗結(jié)果和預(yù)測值比較吻合。
　　 由于相變材料在相變時溫度基本不變，泡沫金屬和相變材料在傳熱特性上有較大的差異，建立了多孔金屬內(nèi)相變對流傳熱的雙溫度

3、模型，運用顯熱容法模擬水的相變凍融過程。采用Darcy-Brinkman-Forchheimer方程求解泡沫金屬中的對流情況。結(jié)果表明泡沫金屬能加快水的凍融，縮短凍結(jié)和融化時間。泡沫金屬和流體之間存在溫差，并且兩者在相變時達到最大。在凍結(jié)過程中，由于浮力的作用，在未凍結(jié)前，水的自然對流比較明顯，對溫度分布有較大的影響。結(jié)果顯示對于不同孔隙率的泡沫鋁，隨著孔隙率的增大，凍結(jié)和融化速度變小。同時對泡沫金屬內(nèi)的融化過程進行可視化試驗研究，試驗