相变路面抑制降温效果研究

本文以混凝土路面为研究对象,向路面主体材料中添加PEG300和PEG400作为相变材料,膨胀石墨为封装材料制备相变储能路面,利用COMSOL Multiphysics多物理仿真软件对路面模型进行模拟研究,探究复合相变材料(PCMs)不同掺量下的路面抑制降温能力的变化规律。结果表明:对4种不同PCMs掺量的相变储能路面传热3 h后6.76 cm深度的温度进行对比分析,发现掺量为4%,8%,12%的相变路面温度分别比水泥路面温度高1℃,1.4℃,1.6℃,掺量为4%时温度增加量最大。相变储能路面在深度为4 cm时降为0℃需要的时间均大于水泥混凝土路面需要的时间,水泥混凝土路面在4 cm时达到0℃需要的时间为3 h,PCMs掺量为4%的相变储能路面需要4.4 h,延缓了1.4 h;掺量为8%的相变储能路面需要5.6 h,延缓了1.2 h;掺量为12%的相变储能路面需要6.6 h,延缓了1 h。PCMs掺量每增加4%,其增加的延缓时间在降低,从0%掺量增加到4%时,增加的延缓时间最长。综上两种分析,最优的PCMs掺量为4%。相变储能路面抑制降温的能力可延缓路面温度降为0℃的时间,从而抑制结冰,减少路面损伤。