多孔介质内高温熔盐固液相变蓄热机理研究

盐类PCM潜热高,导热率低且凝固时体积收缩大，会形成空穴并造成热斑从而烧毁容器。将熔盐和高导热率的纯镍和石墨泡沫多孔材料复合，可以控制空穴的尺度和分布，能显著提高有效热导率及PCM熔化率，强化储/释热速率。本课题运用大尺度虚拟连续介质理论的体积平均方法来处理多维固液相变问题。对忽略液相流动的导热型问题，建立多孔介质与PCM间非热平衡的焓法双能量方程模型以及考虑空穴内蒸气导热和辐射换热的空穴模型。模拟微重力下伴随有空穴变化的多孔介质内固液相变过程。为考察地面自然对流的影响，建立体积平均的质量、动量和能量守恒方程。动量方程考虑Brinkman-Forchiemer修正的Darcy模型，能量方程与空穴模型同上并提出守恒型空穴体积调整算法。多孔介质渗透率，有效热导率及骨架与PCM界面换热系数分别用传统和分形方法求解。用SIMPLE算法求解流场，编制二维程序对地面高温蓄热实验进行模拟。