石墨泡沫炭基相變儲(chǔ)能材料傳熱分析.pdf

1、根據(jù)美國國家航天局的統(tǒng)計(jì),有90％的航空航天任務(wù)的失敗都是由于熱能無法及時(shí)傳遞而導(dǎo)致一些電子元器件失效所致,相變材料可以通過相變的方式吸收跟釋放能量,將溫度維持在相變點(diǎn)附近一個(gè)很小的變化范圍內(nèi),但是一般潛熱比較高的相變材料導(dǎo)熱系數(shù)都很低,當(dāng)受到急劇熱載荷作用時(shí),反而會(huì)加劇熱量的累積,石墨泡沫炭相變復(fù)合材料能將石墨泡沫炭的高導(dǎo)熱系數(shù)與相變材料的高潛熱有效地結(jié)合起來,在溫控儲(chǔ)能方面有很廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文首先對(duì)石墨泡沫炭的傳熱性

2、能進(jìn)行了分析,通過線性同余法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),采用Autocad VBA編程得到二維與三維隨機(jī)泡沫幾何模型,運(yùn)用Fluent軟件模擬了其有效導(dǎo)熱系數(shù),結(jié)果表明二維模型只能對(duì)泡沫結(jié)構(gòu)的有效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行定性的研究,而三維的模型如果選擇合適的隨機(jī)因子,能很好的預(yù)估石墨泡沫炭的有效導(dǎo)熱系數(shù)值,并且從結(jié)果可以看出,其有效導(dǎo)熱系數(shù)主要取決于泡沫的孔隙率與均勻度,與孔徑無關(guān),孔隙率越低,均勻度越好,有效導(dǎo)熱系數(shù)則越高。
　　其次,基于Fluent軟件

3、中的融化/凝固模塊,對(duì)純相變材料以及石墨泡沫炭相變復(fù)合材料的相變過程做了模擬分析,結(jié)果表明,泡沫炭的加入很大程度上提高了相變的速度,但是同時(shí)也減少了自然對(duì)流對(duì)相變過程的影響。之后研究了Ra數(shù)與Da數(shù)對(duì)復(fù)合材料融化過程的影響,結(jié)果顯示Ra數(shù)與Da數(shù)越大,自然對(duì)流對(duì)相變過程的影響也就隨之加大,融化速度也相應(yīng)增快。同時(shí)通過Da數(shù)的表達(dá)式我們可以進(jìn)一步得知泡沫結(jié)構(gòu)孔徑對(duì)相變過程的影響,孔徑越大,自然對(duì)流的影響越強(qiáng),融化速度也就越快。