《導熱-對流混合作用下相變材料動態傳熱機理研究》是依託長沙理工大學，由孫小琴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：導熱-對流混合作用下相變材料動態傳熱機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫小琴
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
固-液相變材料具有儲能密度大、等溫傳熱等優點，廣泛套用於建築節能系統，其相變過程一般包含導熱和對流共同作用，而已有成果多以單一導熱機理解析蓄放熱過程，難以準確反映固-液相變過程的動態傳熱規律。為此，本項目擬設計可伸縮方腔，首先試驗研究其內相變材料蓄熱過程自然對流行為的形成和演化規律及其對蓄熱過程的影響；然後採用介觀模擬方法求解能量方程、動量方程和連續性方程，結合試驗成果，研究相變材料蓄熱過程的導熱-對流動態傳熱機理；最後基於蓄熱過程的動態傳熱模型，模擬複雜工況下不同結構內對流的形成和發展特性及其對傳熱過程的影響，獲得動態蓄熱過程主要傳熱機制（導熱/對流）的變化規律，以期為相變蓄熱系統性能預測、最佳化設計及相變蓄熱技術有效套用提供科學的理論依據和有力的技術支撐。
結題摘要
固-液相變材料因其相變過程可儲存和釋放大量熱量而廣泛套用於建築節能系統中，其相變傳熱過程受導熱和對流傳熱機制共同影響。為準確反應對流作用對相變傳熱過程的影響，本項目從單因素影響下相變材料熔化傳熱、多因素耦合影響下相變材料熔化傳熱和相變傳熱過程性能評價等三方面開展了相變傳熱過程的試驗和理論研究。對於單因素影響下相變材料熔化傳熱過程，試驗觀察了不同邊界溫度、風速和方腔結構內石蠟材料熔化過程中相界面位置、溫度隨傳熱過程的變化，揭示了不同影響因素對傳熱熱流、液相率等參數的影響規律；對於多因素耦合影響下相變材料熔化傳熱過程，開展了不同影響因素的敏感性分析，獲得了各因素對熔化傳熱過程中溫度、熱流等參數的影響權重，並開展了多因素作用下的交叉實驗，提出了最優的傳熱性能邊界條件和方腔結構，在不增加成本的情況下提高了石蠟的傳熱效率；對於相變傳熱過程性能評價，確定了石蠟蓄熱過程中的導熱-對流動態傳熱相互作用機制，提出了石蠟蓄熱過程的傳熱機制變化評價指標，為相變蓄熱系統性能預測、最佳化設計及相變蓄熱技術有效套用提供了科學的理論依據和有力的技術支撐。
