梯度孔隙率泡沫金屬復合相變材料蓄熱過程研究.pdf

1、在能源危機的背景下，新能源汽車得到了世界各國政府的大力支持并得到迅猛的發(fā)展。大容量鋰離子電池作為電動汽車的動力核心，其性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了電動汽車的性能，因此對鋰離子電池工作性能的研究尤為重要。溫度是影響鋰離子電池工作的重要因素之一。合理的溫度范圍能夠提高電池的輸出性能，延長電池的使用壽命，因而需要對電池進行有效的熱管理。相變蓄熱具有蓄熱密度大、結構簡單、無耗能、體積小和溫度變化小等優(yōu)點，因此具有良好的發(fā)展前景。
　　本文

2、根據(jù)電動汽車電池系統(tǒng)的發(fā)熱情況，搭建泡沫鋁-石蠟復合相變材料蓄熱可視化實驗臺，對泡沫鋁-石蠟復合相變材料蓄熱系統(tǒng)進行相變界面的移動、溫度變化、溫差變化的研究。實驗結果表明:自然對流會對相變界面的移動產(chǎn)生較大影響，并惡化復合相變材料底部的換熱，使得沿熱流密度方向上的溫差較大，在熱流密度垂直的方向上溫差較小。
　　根據(jù)獲得的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)，對泡沫鋁的結構進行調(diào)整，優(yōu)化復合相變材料的蓄熱過程。鑒于實驗手段有限，本文將重點采用數(shù)值模擬

3、方法對復合相變材料的蓄熱過程進行研究。根據(jù)泡沫鋁的實際結構進行簡化，建立與實際結構相近的十四面體多孔介質(zhì)模型，并與實驗結果進行對比驗證。驗證結果表明:模擬結果與實驗結果高度一致，這表明簡化的多孔介質(zhì)模型能夠很好的反映泡沫鋁的真實結構，數(shù)值模擬獲取結果的可靠性較好。
　　通過多孔介質(zhì)模型對復合相變材料的相變界面的移動、溫度均勻性及蓄熱性能進行了研究，針對泡沫金屬的孔隙率變化對復合相變材料蓄熱過程的影響，并分析了不同均勻孔隙率泡沫鋁復

4、合相變材料與孔隙率梯度變化的復合相變材料的蓄熱過程。研究結果表明:相變界面的移動受孔隙率的影響較大?？紫堵试酱?，相變界面的移動與加熱面的夾角越明顯?？紫堵试酱?，復合相變材料的溫度均勻性越差。孔隙率梯度變化（從底部到頂部，孔隙率呈0.86-0.90-0.94三段式和0.86-0.94線性增大）能有效改善底部傳熱較差，改善復合相變材料的內(nèi)部傳熱，加速相變材料的融化?？紫堵嗜问教荻茸兓涂紫堵示€性變化的復合相變材料的內(nèi)部溫差較均勻孔隙率為0