铝/石蜡复合相变材料蓄热性能的数值模拟

相变储能材料由于其具有周期性储存和释放能量的特点,在电池热管理、太阳能发电等领域应用广泛,然而由于导热系数低的原因限制了其进一步的应用。高导热率泡沫材料的添加为解决这一不足提供了一种有效的方法。采用三周期性极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)生成泡沫铝骨架,基于孔隙尺度数值模拟了铝/石蜡复合相变材料相变蓄热的变化规律。结果表明:铝骨架的添加强化了蓄热,缩短了融化时间,在复合相变材料孔隙率为0.90、0.85、0.80时,相比于纯石蜡,完全融化时复合相变材料的融化时长分别缩短了68%、75%和80%,而且蓄热过程中温度场更加均匀;验证了铝骨架与石蜡之间由于热导率存在较大差异,导致的热非平衡效应,且铝/石蜡复合相变材料孔隙率越低,此效应越明显。