金属骨架形状对瞬态固液相变传热影响的数值研究

摘要

构建了3种断面形状的二维金属骨架,与相变材料(石蜡)组成复合相变材料,利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对瞬态相变过程进行数值模拟,探讨了金属骨架形状对相变材料融化过程中液相分布、融化速率及温度均匀性的影响。计算结果表明:金属骨架对相变材料融化过程的促进作用表现在其加快了自然对流环状区域的形成,三角形骨架表现出最优的传热性能;孔隙率不变时,三角形骨架与石蜡组成的复合相变材料融化速率最快,内部温度均匀性最好,平均蓄热速率最块;孔隙率减小0.1后,复合相变材料的融化速率提升,提升最多的复合相变材料为三角形骨架(42.9%),其次是圆形骨架(29.1%),最后为正方形骨架(26.6%)。