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TPMS多孔铝-石蜡复合相变材料蓄热过程数值模拟及实验
被引量：
6
1
作者
杨喆
刘飞
+2 位作者
张涛
邓兴
张正文
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期4918-4927,共10页
传统相变材料受限于自身热导率小,其相变蓄热效率难以提升,通过在相变材料中添加具有高热导率的金属多孔结构是强化传热的重要手段之一。本文建立了三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)多孔铝-石蜡复合相变材料的三...
传统相变材料受限于自身热导率小,其相变蓄热效率难以提升,通过在相变材料中添加具有高热导率的金属多孔结构是强化传热的重要手段之一。本文建立了三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)多孔铝-石蜡复合相变材料的三维、瞬态包含自然对流的相变蓄热模型,利用数值仿真结合实验的方法研究了TPMS多孔铝-石蜡复合相变材料在蓄热过程中的固液相界面演变规律、实时温度变化、热传输特性以及蓄热性能。结果表明,在纯石蜡中添加primitive杆状(primitive sheet,PS)、primitive壳状(primitive network,PN)两种TPMS多孔铝结构后,石蜡相变温度范围内出现明显的相变温度平台,PS-石蜡、PN-石蜡复合相变材料的相变起始时间较纯石蜡分别减少了74.1%与91.4%,竖直方向上的最大温度梯度由纯石蜡的1605.7℃/m分别下降至PS-石蜡、PN-石蜡复合相变材料的840℃/m、943.8℃/m,蓄热速率较纯石蜡分别提高3.10倍、4.69倍。最后,通过选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术成型了PS、PN多孔铝结构,并采用浇筑法制备了TPMS多孔铝-石蜡复合相变材料样品,利用可视化实验平台对仿真结果进行实验验证,发现仿真结果同实验吻合较好。
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关键词
相变蓄热
石蜡
三周期极小曲面
多孔铝
数值模拟
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职称材料
题名
TPMS多孔铝-石蜡复合相变材料蓄热过程数值模拟及实验
被引量：
6
1
作者
杨喆
刘飞
张涛
邓兴
张正文
机构
重庆大学机械与运载工程学院
金属增材制造(
重庆邮电大学先进制造工程学院
中国核动力设计研究院第一研究所
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期4918-4927,共10页
基金
重庆市自然科学基金(cstc2020jcyj-zdxmX0021)
重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN202100650)。
文摘
传统相变材料受限于自身热导率小,其相变蓄热效率难以提升,通过在相变材料中添加具有高热导率的金属多孔结构是强化传热的重要手段之一。本文建立了三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)多孔铝-石蜡复合相变材料的三维、瞬态包含自然对流的相变蓄热模型,利用数值仿真结合实验的方法研究了TPMS多孔铝-石蜡复合相变材料在蓄热过程中的固液相界面演变规律、实时温度变化、热传输特性以及蓄热性能。结果表明,在纯石蜡中添加primitive杆状(primitive sheet,PS)、primitive壳状(primitive network,PN)两种TPMS多孔铝结构后,石蜡相变温度范围内出现明显的相变温度平台,PS-石蜡、PN-石蜡复合相变材料的相变起始时间较纯石蜡分别减少了74.1%与91.4%,竖直方向上的最大温度梯度由纯石蜡的1605.7℃/m分别下降至PS-石蜡、PN-石蜡复合相变材料的840℃/m、943.8℃/m,蓄热速率较纯石蜡分别提高3.10倍、4.69倍。最后,通过选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术成型了PS、PN多孔铝结构,并采用浇筑法制备了TPMS多孔铝-石蜡复合相变材料样品,利用可视化实验平台对仿真结果进行实验验证,发现仿真结果同实验吻合较好。
关键词
相变蓄热
石蜡
三周期极小曲面
多孔铝
数值模拟
Keywords
phase change heat storage
paraffin wax
triply periodic minimal surface(TPMS)
porous aluminum
numerical simulation
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
TPMS多孔铝-石蜡复合相变材料蓄热过程数值模拟及实验
杨喆
刘飞
张涛
邓兴
张正文
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
6
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职称材料
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