基于泡沫铜骨架高导热复合相变储热材料的热性能研究

八水氢氧化钡(Ba(OH)_(2)·8H_(2)O)是低温相变材料(0~200℃)中相变潜热最高的相变材料,但因为其稳定性差、导热系数低,限制了它在相变储热领域进一步发展。在八水氢氧化钡中添加纳米氧化铜与羟乙基纤维素制得了改性八水氢氧化钡,并在此基础上将改性八水氢氧化钡填充进泡沫铜中制得泡沫铜/改性八水氢氧化钡定型复合相变材料。实验研究发现,加入0.2%(质量分数)纳米氧化铜、0.5%(质量分数)羟乙基纤维素时,改性八水氢氧化钡热性能最好,过冷度为0.5℃,无相分离现象,对比纯八水氢氧化钡相变潜热仅下降3.6%。改性八水氢氧化钡/泡沫铜复合相变材料导热系数为12.4 W/(m·K),是纯八水氢氧化钡导热系数的10.3倍,此定型复合相变材料兼具良好的稳定性与高导热性能。

固液相变沉降特性对储热性能影响的实验研究

固液相变储热过程中,未相变的固态储热材料可能在密度差作用下向已相变的液态储热材料作沉降运动,这一沉降运动可能对储热性能产生显著影响。通过对石蜡的相变储热过程进行实验研究,分析了石蜡固液相变过程中的沉降特性,并对比了不同加热功率及不同沉降深度下石蜡中的固液相变沉降现象。研究结果表明,固液相变沉降过程可促进储热过程;在不同储热功率下,固态相变储热材料的沉降起点总具有相近的储热量;固态相变储热材料在沉降过程中保持了恒定沉降速度;其沉降过程通常终止于固态相变储热材料沉降至储热装置底部,或储热材料沉降过程与熔化过程达到平衡。

石墨/铝合金复合导热板强化石蜡相变蓄热研究

本文对“三明治”结构的石墨/铝合金复合导热板强化石蜡的相变蓄热特性进行了数值研究,探究泡沫金属、平板翅片以及复合导热板三种传热结构对石蜡相变蓄热过程的影响。然后本文在石墨/铝合金复合导热板的结构基础上添加了二级翅片来强化传热。研究表明:石墨/铝合金复合导热板强化石蜡相变蓄热的性能明显优于其他传热结构,呈现出自导热板向垂直于板两侧方向递减的温度分布,使得腔体内融化最为均匀,芯片温升最小。添加二级肋片后热源温升减小了15.87%,有效工作时间延长64.68%。