空穴效应下泡沫金属复合相变材料热性能数值模拟

摘要：

在三维泡沫金属复合相变材料(PCM)基础上,构建了随机分布空穴模型,采用多松弛时间格子Boltzmann方法,从孔隙尺度分析了不同空穴体积分数、分布位置及泡沫金属与PCM导热系数比下的空穴效应.结果表明,随着空穴体积分数的增加,减缓了复合PCM的传热速度,并降低了潜热储能的能力.在Fourier数Fo = 0.7时刻下,当空穴体积分数分别为 2.4%,7.6%和 11.7%时,相较于无空穴情况下的储热量分别减少了 3.2%,9.0%和 13.0%.当体积分数为 3%的空穴集中在热壁面侧时,其对复合PCM熔化过程的阻碍作用最显著,此时空穴层相当于绝热层,使复合PCM的整体熔化时间延长了 6.1%.为削弱空穴效应,可选择导热系数比超过 100 的泡沫金属骨架来提高其在传热中的主导作用.

关键词：相变、泡沫金属、空穴、熔化、格子Boltzmann方法

所属期刊栏目：45

分类号：TK124;O351.3(热力工程、热机)

资助基金：上海市自然科学基金面上项目20ZR1438700

在线出版日期：2024-01-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：85-96