马 捷，孔巧玲，刘雁集

（上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200030）

能量是物质的状态，物质的一定状态对应着一定的能量。物质储存了能量，就是储存了运动的能力。

物质储存能量的方式各有不同，通过相变的方式储存能量，称为相变储能。相变储能的机理，在于某些物质在物相变化过程中从环境吸收热量或是冷量，也可以向环境放出热量或是冷量，以实现能量储存和释放。借助这个过程，可以达到调节能量需求和实施能量供给的目的。相变是物质不同相之间的相互转变。物质在相的转变过程中伴随吸热和放热，就能发挥储能的功能。相变过程中，单位质量的物质吸收或放出的热量，就是相变潜热。

在相变储能过程中，物质温度基本保持不变，这时，传热的温差小，能够有效减少换热过程中的不可逆损失，有助于提高换热效率[1]。常见的相变方式有固-液相变、气-液相变和固-气相变。其中，固-液相变具有较大的承压能力。固-液相变储能问题即运动边界问题，亦称Stefan问题，因Stefan于1891年研究北极冰层厚度时提出该问题，因而得名。常温下，固-液相变过程的辐射效应可以忽略不计。固态的相变材料（phase change material，PCM）内，热传递的方式主要是热传导，在液态的相变材料内，热传递方式既有热传导，又有对流换热。

根据传热方式，固-液相变储能可分为两种。一种是导热控制的固-液相变，过程主要受固相区导热的影响，多存在于液相区处于凝固温度的场合。研究具有运动固-液相界面的单相区域的非稳态导热，可确定凝固层厚度与时间的关系。……