泡沫复合相变材料储放热过程的实验数值模拟研究

泡沫复合相变材料储放热过程的实验数值模拟研究＊

盛 强1，2，邢玉明1

【摘 要】以框架状泡沫铜为载体，Ba（OH）2·8H2O为相变储热材料，利用多孔泡沫金属骨架材料良好的吸附性能，制备出泡沫金属复合相变储能材料。采用差示扫描量热法测量Ba（OH）2·8H2O的相变温度和相变潜热，搭建了含泡沫铜和未含泡沫铜相变储能装置的实验台，根据焓-多孔介质模型数值模拟固液相变传热过程。结果表明，泡沫铜的填充不仅增加了相变材料的导热系数，而且缩短了相变材料熔化和凝固时间。数值计算与实验结果吻合良好，验证了该数学模型的可靠性，研究结果对相变储能装置在实际应用中具有一定的指导意义。

【期刊名称】功能材料 【年(卷),期】2013(044)015 【总页数】5

【关键词】相变材料；泡沫铜；传热；数值模拟

1 引 言

热能储存在节能环保和发展新能源方面扮演着非常重要的角色。能量储存不仅可以解决能量在时间和空间上不匹配的矛盾，而且可以提高能源系统的可靠性[1]。在众多热能储存技术中，潜热储能利用相变材料（phase change material，PCM）相变过程中等温或近似等温和相变时伴随有较大的潜热吸收或释放等优点，在热管理和储能技术领域上占有很重要的地位[2]。按照相变材料的相变方式可分为固-固相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料和液-气相变材料[3]。固-气相变和液-气相变潜热最大，但相变过程中体积变化非常大，