相變材料能量非對(duì)稱(chēng)性分析與傳熱過(guò)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著能源消耗的日益加劇，如何合理高效的利用能源已成為倍受人們關(guān)注的焦點(diǎn)。相變儲(chǔ)能是近年來(lái)興起的一種提高能源利用效率的先進(jìn)技術(shù)，可用于解決能源供需之間的失配矛盾。相應(yīng)地，深入分析相變材料內(nèi)部具體的傳熱過(guò)程，能為相變材料的實(shí)際運(yùn)用提供理論指導(dǎo)。因此本文采用模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，針對(duì)相變材料熔化過(guò)程與凝固過(guò)程中存在的能量非對(duì)稱(chēng)性以及材料內(nèi)部的傳熱過(guò)程進(jìn)行了研究。具體研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　對(duì)數(shù)種相變材料進(jìn)行了DSC測(cè)試，測(cè)試結(jié)果都表

2、明相變材料熔化過(guò)程與凝固過(guò)程中的能量是非對(duì)稱(chēng)的。而正由于該非對(duì)稱(chēng)性，相變材料的焓值與狀態(tài)不僅取決于相變材料的溫度，還受其“前狀態(tài)”的影響。
　　對(duì)兩種相變材料分別進(jìn)行了步冷實(shí)驗(yàn)，分析得出影響相變材料熔化過(guò)程與凝固過(guò)程能量非對(duì)稱(chēng)性的因素是相變材料在熔化過(guò)程與凝固過(guò)程中存在的非對(duì)稱(chēng)度與過(guò)冷度?；诩袇?shù)法和有效熱容法建立了相變材料步冷溫度變化模型，并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。模型計(jì)算結(jié)果表明:相變材料在冷卻過(guò)程中開(kāi)始發(fā)生相變的時(shí)

3、間和相變持續(xù)時(shí)間均與其過(guò)冷度呈指數(shù)關(guān)系。相變材料的有效潛熱大小對(duì)相變材料開(kāi)始發(fā)生相變的時(shí)間沒(méi)有影響，而相變持續(xù)時(shí)間隨著有效潛熱的增大而增大。
　　對(duì)比分析了有效熱容法與焓法兩種相變傳熱模型。結(jié)果表明:當(dāng)采用有效熱容法建立模型時(shí)，如果在一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，相變材料的狀態(tài)（固態(tài)、熔融態(tài)、液態(tài)）發(fā)生了改變，則在計(jì)算過(guò)程中會(huì)存在計(jì)算誤差。計(jì)算誤差隨著單位時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)相變材料吸收熱量的增大而增大，且相變材料相變溫度區(qū)間越小，該計(jì)算誤差越大，而采用