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不同孔隙率泡沫铜的潜热强化传热蓄热研究( Heat transfer enhancement in latent heat thermal energy storage using copper foams with varying porosity )
J Lei Y Tian D Zhou W Ye Y Zhang
潜热储能(LHTES)是缓解能源利用领域供需不匹配的一种很有前途的解决方案。LHTES依赖于高质量的相变材料（PCMs）来获得高的热容量和窄的温度变化。石蜡作为一种重要的PCMs材料，具有安全、无腐蚀性、成本低等优点，但由于其导热系数较低，应用受到限制。在PCMS中嵌入泡沫金属可以显著改善LHTES的传热性能。本文采用水、石蜡(RT54HC)和泡沫铜分别作为换热流体(HTF)、相变材料和换热增强剂进行了强化换热研究。数值研究采用非热平衡能量模型。比较了纯PCM和复合PCM的液相馏分分布。研究了不同孔隙率变化方式下泡沫铜的熔化过程、界面演化和平均热流密度。结果表明，泡沫铜的加入显著提高了LHTE的传热性能。完全熔融时间比纯PCM缩短了73.7%。平均热流密度由96.38W提高到330.16W。最佳方法是将泡沫铜分为上下两部分，孔隙率随正X方向和正Y方向分别增加。与固定孔隙率相比，全熔时间和平均热流密度分别减少6.78%和增加4.26%。
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