固态相变材料的运动对熔化传热的影响

在熔化过程中,由于相变材料的固、液密度不同,引起未熔化的固态相变材料下沉或上浮．固态相变材料的运动对熔化传热过程有着重要影响．利用润滑近似理论,推导出了未熔化的相变材料的运动速度的计算式,分析了相变材料的运动对熔化传热的影响,并与自然对流对熔化传热的影响作了比较．     

耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法

提出了耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法。方法的基本特征是通过变换标准的焓公式,分离显热与潜热项,并在引入轴间相变率概念的基础上,将其耦合到潜热源项中,同时对流入/流出相变控制容积的热流密度加以修正,以达到既能提高数值解的精度,又可以达到准确跟踪移动边界的目的。     

球体内有机材料相变传热研究

利用移动热源法对相变材料在球壳内的凝固与熔化过程进行了理论分析,得出了不同工况条件下的相变热量与要变界面随时间变化规律,在与有机混合相变材料所做的实验结果进行对比后得出该理论分析对实际相变过程有着很好的预见性。     

相变材料接触熔化的研究现状与发展

研究固液相变过程的传热特性与机理,是当前传热传质学的重要课题之一,而相变材料的接触熔化问题有其自身的特殊性和复杂性．文中回顾了近１８年来有关加热体与固体相变材料表面间接触熔化的研究,对这一领域的研究发展状况作一述评,并简要介绍作者最近取得的一些成果．内容包括各种形式的接触熔化,可归纳为：在接触形状上可以有凹、凸与平的面,而接触的周长可以是矩形、圆形、椭圆形、抛物线形与弧形曲线;相对运动的类型有固体相变材料在加热容器内熔化,加热体通过熔化固体介质的运动,滑动接触与滚、转动接触;引起接触熔化的原因有温差、压力差、摩擦与粘性热．     

相变材料在有限长矩形腔内接触熔化的分析

对水平矩形腔内相变材料的接触熔化过程进行了研究．矩形腔的长度可以小于、大于宽度,且在底面保持恒温对相变材料加热．通过边界层理论分析,求得了传热过程的熔化规律与液体边界层厚度,并与实验数据进行了比较,讨论了矩形长度对它们的影响,给出有益的结论．     

铝硅合金相变材料凝固/熔化过程的数值分析

利用计算流体力学软件FLUENT的凝固/熔化模型,对双层壁圆筒内填充的铝硅合金相变材料的熔化/凝固过程进行了数值模拟,得到了在第3类边界条件下圆筒内相变材料在凝固/熔化过程中的动态温度场分布、相界面移动规律及凝固/熔化时间等,对蓄热装置的设计及实验研究提供了重要的参考价值。     

纤维复合相变材料的传热模型及性能分析

建立了纤维复合相变材料相变问题的焓求法求解传热模型,并用来求解复合相变材料在相变过程中流体温度和固－液相变界面随时间和空间的变化,籍此对相变蓄热材料的放热性能进行了模拟分析,为实用的纤维复合相变材料蓄热器的设计提供了依据。     

蓄冷冰球中相变传热过程的数值分析

对蓄冷冰球中的相变传热进行分析,建立传热的数值方程.试验测量冰球中心的温度曲线,该曲线计算和试验结果的对比表明,文中的数值方法可以对冰球中的相变传热过程进行准确计算.计算结果亦反映出,直径100 mm冰球完全相变所需时间约为50 mm冰球的2.4倍.球壳和传热流体的对流传热系数较小时,增加对流传热系数对提高相变速率有显著影响.冰球相变所需时间和相变材料的初温呈线性关系,传热流体温度接近相变温度时,传热流体温度变化对相变时间有显著影响.计算结果可用于指导蓄冷冰球的传热参数设计.     

高温固液相变贮能装置的传热分析

利用焓法建立了贮能装置的传热数学模型,利用控制容积法对控制方程进行离散,区域离散采用内节点法,并采用完全显示格式对代数方程进行求解．最后分析了计算结果,指明了下一步工作方向．     

石蜡相变材料在同心环隙管内的基本传热行为

强调石蜡侧传热行为的强化作用，在自行搭建的传热装置上，以热媒侧为恒定温度热源，考察了石蜡相变材料蓄热过程的传热行为，研究了S_t、蓄热时间、石蜡温度、径向距离之间的变化规律。本工作发现，翅片在热传导控制的条件下的传热效果要优于对流传热控制时的效果。在热媒温度为65，70和75℃时，翅片管较光滑管，蓄热时间分别缩短77.5％，69.2％和56.3％，表明翅片对石蜡的传热强化效果显著。而且，蓄热时间和相界面推移速度均随S_t呈单调函数规律发展。     

变时间步长热焓法求解伴有相变的热传导问题

本文在有相变的热传导方程中引入热焓,提出了一种稳定收敛迅速的数值方法——变时间步长焓法,用该方法分析求解了平板以及小球颗拉在气流中的凝固过程,计算结果与积分解的结果十分吻合。     

基于膨胀石墨复合相变材料的传热性能研究

以纯石蜡为相变介质,膨胀石墨(EG)为主要的导热骨架,制备导热增强的复合相变材料;搭建可视化的测试平台,通过分析添加材料质量分数对复合材料熔融相变过程的影响,研究在恒热流密度下不同复合相变材料传热性能和传热规律的差异.此外,利用红外热像仪观察熔融过程中指定点的温度分布演变.研究结果表明:添加EG-100可以进一步强化复...     

含相变沥青加热问题的数值模拟

采用有限差分法数值求解了强非线性二维相变传热三区问题－－沥青加热熔化问题,模拟计算中考虑了沥青的变物性及液相区的自然对流,对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的解采用了ω－ψ法,计算结果为筑路沥青热加工技术方法的改进提供了一定的理论依据。     

相变材料对砂浆热效应的影响

研究了相变材料状态、掺量对砂浆热效应的影响；系统研究了有机相变材料（某多元醇）嵌入到导热系数较高的二氧化硅纳米层空间内，制备有机-无机纳米复合相变蓄热材料的工艺条件及其效果．结果表明：相变材料直接掺人砂浆中掺量达1％～3％（占砂浆胶凝材料质量分数），具有明显的蓄热降温效应，但在50℃环境下耐久性明显下降；复合相变材料较纯相变材料相变潜热提高1．66倍，50℃环境下耐久性明显提高．     

导热控制相变问题的一种隐焓解法

在变换焓公式、分离潜热源项的基础上,提出了计算导热控制相变问题的一种等体积节点跳跃隐焓解法。其基本特征是固定空间节点而改变时间步长,确保相前沿总是位于一预先给定的计算节点上,从而将潜热源项的变化处理为内热源项的定常变化。此法适用于计算直角、柱、球座标下的一维导热控制相变问题。     

具有对流边界的相变导热问题的焓法有限元解

引用焓计算单元和固相分数两个概念,利用有限元离散焓方程对具有对流边界条件的一维相变导热问题作了讨论。所有参数均以无量纲形式给出。计算结果表明,当Ste(斯蒂分数)>0.2时,无论是相变界面,还是温度随时间的变化曲线均消除了传统焓法求解相变问题时常见的台阶状波动。     

生活水箱内封装相变材料超声波强化传热研究

现有生活水箱中封装相变材料强化换热方法主要包括添加翅片或石墨等,这些方法会导致封装结构蓄能密度降低,且石墨等高导热剂会在蓄能过程中发生沉降等,为此,提出将超声波技术应用于生活水箱中封装相变材料,在不降低封装结构蓄能密度的同时,利用超声波在液态介质中会发生空化和声流效应的特性实现相变材料熔化过程的强化换热,并以当前应用最...     

相变材料蓄冷球蓄冷过程的研究

采用了焓法模型对一种新型的相变材料在球内的凝结过程中进行了数值求解，得到了在第一类边界条件下相变时间与球径和传热温差的关系，以及相变界面位置变化与相变时间的关系等结果。该结论可以指导各种蓄冷器的设计和系统的蓄冷控制。     

高温相变容器的传热分析

吸热 /蓄热器是空间太阳能热动力发电系统的一个关键部件 ,其中的高温蓄热容器的传热性能会直接影响到整个系统的性能。本文利用焓法建立了吸热 /蓄热器中高温相变容器的传热数学模型 ,分析了计算结果     

相变平板传热问题的一种精确解法

以一维半无限大相变传热问题的精确解为基础,给出一维有限尺寸相变传热问题带有待定系数的一般解.利用问题的定解条件得到包含待定系数的超越方程.用数值方法解超越方程,从而获得传热问题的精确解.计算结果表明,在一定参数范围内精确解与近似解符合得相当好.