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泡沫铜对石蜡强化传热机理的实验和模拟研究*

2021-12-14朱孟帅王子龙齐和乐孙向昕

功能材料 2021年11期

朱孟帅,王子龙,齐和乐,孙向昕,周 翔

(1. 上海理工大学 能源与动力工程学院,上海市动力工程多相流与传热重点实验室,上海 200093;2. 丹佛斯(上海)投资有限公司,上海 200233; 3. 同济大学 机械与能源工程学院,上海 201804)

0 引 言

随着世界能源危机问题日益突出,可再生能源的开发利用越发紧迫,而太阳能在众多可再生能源中最具有发展前景,但是由于太阳能存在间歇性和不稳定性等缺点,阻碍了其进一步发展应用[1]。相变蓄热技术弥补了太阳能时空分布不均的问题,因其具有蓄热密度高、相变潜热高、相变状态稳定等特点而广泛应用于太阳能蓄能系统,但是传统的相变材料导热系数较低,严重影响了太阳能系统的热效率,因此,如何提高相变材料的导热系数已成为能源科学与材料科学领域中一个十分活跃的研究热点[2-4],目前提高相变材料导热系数的重要方法主要有增加肋片[5-6]、填加泡沫金属[7-8]、纳米颗粒[9-10]以及优化相变储能装置[11-12]等。

泡沫金属具有密度小、比表面积大、导热系数高等优点,是提高相变蓄热材料导热系数的重要途径之一。Hu等[13]研究了孔隙率为67%、孔径为10 PPI的泡沫金属铝对复合相变材料导热性能的影响,结果表明,与纯石蜡相比,复合相变材料有效导热率是石蜡的108倍。Herling等[14]研究了泡沫金属铝对复合相变材料的有效热导率的影响,实验结果表明,孔隙率92%~93%,孔径为50PPI、15PPI的泡沫金属铝可将复合相变材料的热导率分别提高44倍和20倍。陈华等[15]对石蜡相变蓄……

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