為了探究不同厚度的金屬泡沫銅對石蠟融化過程的影響,設計搭建了可視化相變蓄熱實驗臺,制備了不同厚度的金屬泡沫銅復合相變材料,通過實驗對比研究了純相變材料和添加不同厚度金屬泡沫銅的復合相變材料的融化界面變化和內(nèi)部溫度分布,分析了不同厚度的金屬泡沫銅對換熱強度的影響。實驗結果表明:在純相變材料融化過程中自然對流起主導作用,5mm厚的金屬泡沫銅促進了上部的石蠟自然對流,10、15、20mm的金屬泡沫銅抑制了石蠟的自然對流;金屬泡沫銅的厚度越大,導熱換熱強度越大;對流換熱強度和導熱換熱強度二者呈現(xiàn)出負相關的關系;當金屬泡沫銅厚度為14mm時,導熱換熱強度和對流換熱強度相當。 

【文章來源】：西安交通大學學報. 2020,54(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

金屬泡沫銅填充石蠟前后對比圖

為了更好地探究所用相變材料的相變特性，求得相變材料的相變溫度區(qū)間和相變潛熱，對本文實驗所用的石蠟做了DSC分析，其DSC曲線如圖2所示。從圖中可以看出，石蠟在融化過程中存在兩個相變峰，分別為37.46℃和59.39℃，對應的相變過程分別為固-固相變和固-液相變，吸熱量分別為26.599J·g-1和132.643 1J·g-1。固-液相變的起始點為50.25℃，終止點為61.96℃。相變潛熱（159.2J·g-1）為固-固相變和固-液相變潛熱之和。2 實驗系統(tǒng)與實驗方法

為了觀察復合相變材料的融化過程，設計了如圖3所示的實驗裝置系統(tǒng)。本系統(tǒng)由加熱模塊、實驗段模塊及數(shù)據(jù)采集模塊組成。加熱模塊由直流電源、電加熱片、保溫箱組成，以為實驗提供恒定電功率與保證操作環(huán)境穩(wěn)定，其中電加熱片的尺寸為60mm×20mm×1mm。實驗段模塊由金屬泡沫銅/PCM復合材料、保溫材料、高透有機玻璃槽組成，其中高透有機玻璃槽外形尺寸為70mm×70mm×30mm，壁厚為5mm。數(shù)據(jù)采集模塊由照相機、安捷倫數(shù)據(jù)采集儀、計算機、熱電偶組成，其中熱電偶為omega T型，型號為TT-T-36，線芯直徑為0.127mm，熱電偶測量誤差為0.1℃。安捷倫數(shù)據(jù)采集儀型號為34972A，測量誤差為0.1℃，采集時間間隔為5s。采用扎針法布置熱電偶，即將熱電偶固定在細針上，熱電偶觸點深度為15mm。當測量純石蠟融化過程中的溫度時，為了減小液態(tài)石蠟對熱電偶的沖擊，還要將探針固定在輕質薄膜板上。本實驗共布置了10個熱電偶，分別位于測點101～110，其中測點101～109用于測量復合相變材料內(nèi)部溫度，測點110用于測量保溫箱內(nèi)空氣溫度，其位置布置如圖4所示，實物見圖5。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3225370