填充金屬泡沫銅對相變材料在半圓柱容腔中傳熱機理的研究

編號：CYYJ03315

篇名：填充金屬泡沫銅對相變材料在半圓柱容腔中傳熱機理的研究

作者：孫向昕 張華 王子龍 豆斌林 張冠華

關鍵詞： 石蠟 泡沫金屬 自然對流 強化傳熱 數(shù)值模擬

機構： 上海理工大學能源與動力工程學院 上海市動力工程多相流動與傳熱重點實驗室

摘要： 為研究不同金屬泡沫銅填充率下金屬泡沫銅對石蠟融化過程的傳熱規(guī)律,設計并搭建了一套可視化蓄能實驗裝置,并建立了對應的數(shù)學傳熱模型,分析了不同填充率下復合相變材料在融化過程中溫度分布、固液相界面、速度矢量、液相分數(shù)和平均Nu的變化,得到了不同填充率下金屬泡沫銅對石蠟相變過程的強化傳熱機理,并進行了實驗驗證。結果表明:當金屬泡沫銅的填充率從0增大至1.28%時,復合相變蓄熱材料的融化時間從901 s縮短至830 s,較純石蠟減少了7.88%,而當泡沫銅填充率為1.28%時,石蠟內部溫度為12.6 K,梯度最小;平均Nu從24.89下降到3.27,下降了86.9%。由模擬結果可得,填充率為0.43%、1.28%的復合相變材料液化速率較純石蠟分別提高了1.61%、7.11%,這說明金屬泡沫銅的填充率越大,強化傳熱效果越好。