相變材料能量非對稱性分析與傳熱過程數(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注的焦點。相變儲能是近年來興起的一種提高能源利用效率的先進技術，可用于解決能源供需之間的失配矛盾。相應地，深入分析相變材料內部具體的傳熱過程，能為相變材料的實際運用提供理論指導。因此本文采用模擬與實驗相結合的方法，針對相變材料熔化過程與凝固過程中存在的能量非對稱性以及材料內部的傳熱過程進行了研究。具體研究內容與結論如下:
　　對數(shù)種相變材料進行了DSC測試，測試結果都表

2、明相變材料熔化過程與凝固過程中的能量是非對稱的。而正由于該非對稱性，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。
　　對兩種相變材料分別進行了步冷實驗，分析得出影響相變材料熔化過程與凝固過程能量非對稱性的因素是相變材料在熔化過程與凝固過程中存在的非對稱度與過冷度?；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，并運用實驗結果對模型進行了驗證。模型計算結果表明:相變材料在冷卻過程中開始發(fā)生相變的時

3、間和相變持續(xù)時間均與其過冷度呈指數(shù)關系。相變材料的有效潛熱大小對相變材料開始發(fā)生相變的時間沒有影響，而相變持續(xù)時間隨著有效潛熱的增大而增大。
　　對比分析了有效熱容法與焓法兩種相變傳熱模型。結果表明:當采用有效熱容法建立模型時，如果在一個時間步長內，相變材料的狀態(tài)（固態(tài)、熔融態(tài)、液態(tài)）發(fā)生了改變，則在計算過程中會存在計算誤差。計算誤差隨著單位時間步長內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，該計算誤差越大，而采用