内嵌泡沫金属的水下热滑翔机固液相变传热性能分析

摘要

为强化水下热滑翔机的固液相变传热性能,提出将泡沫金属嵌入水下热滑翔机换热管内的方法,通过数值模拟分析泡沫金属的材料种类和结构对相变速率、潜深、温度分布、换热管中心温度、体积变化率的影响。结果表明:不同材料种类和结构的泡沫金属均可以显著提高固液相变速率;孔隙率为0.98的泡沫铝性能最优,不仅满足水下热滑翔机的运行要求,而且使得水下热滑翔机下潜阶段相变材料凝固时间减少78.7%,上浮阶段相变材料熔化所需时间减少93.1%,一个循环所需时间减少90.0%,潜深减少78.7%,这有利于增大水下热滑翔机的循环速率。