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微重力条件下泡沫复合相变材料蓄热装置数值仿真
  • ISSN号:0254-6124
  • 期刊名称:《空间科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:V527[航空宇航科学与技术—人机与环境工程] TK02[动力工程及工程热物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院空间应用工程与技术中心中国科学院太空应用重点实验室,北京100094, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目资助(50876004)
中文摘要:

相变材料由于相变过程中吸收或者释放大量能量且过程近似等温这一特性而有巨大的应用潜力,将相变材料蓄热装置应用于航天器是维持航天器内各个单元工作温度的一种有效方法.提出一种基于正二十烷的相变蓄热结构方案,分别填充泡沫铜与泡沫碳作为基体材料来强化相变材料的传热性能.通过对该模型进行数值仿真计算,得到相变蓄热装置温度、固液相界面位置随时间的变化等有效数据,分析泡沫相变蓄热材料在微重力条件下相变界面的演变过程.结果显示,得益于其较高的导热系数,泡沫复合相变材料可将热源热量有效分散到其他区域,减缓热源面温度上升速度,并且降低重力变化对传热的影响.所得数据结果为泡沫复合相变材料的工程应用提供了科学依据.

英文摘要:

Phase Change Material (PCM) is particularly attractive due to its ability to provide high-energy storage density per unit mass in quasi-isothermal process. PCM Thermal Energy Stor- age (TES) device can effectively store thermal energy and maintain the temperature of electronic components in spacecraft. Two thermal energy storage devices filled with eicosane (C20) are present- ed. One is impregnated in carbon foams and the other is impregnated in copper foams. Numerical simulations of phase change process environment are performed by FLUENT software. The tem- perature distribution and solid-liquid phase interface changes are obtained. The results show that the temperature rising speed of heat source surface is reduced due to the high thermal conductive of Foam Composite Phase Change Material (FCPCM). FCPCM also could reduce the influence of gravity change on to thermal transfer. The results provide the scientific basis for the engineering application of FCPCM in microgravity.

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期刊信息
  • 《空间科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院空间中心
  • 主编:吴季
  • 地址:北京8701信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjss@nssc.ac.cn
  • 电话:010-62582788
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6124
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1783/V
  • 邮发代号:2-562
  • 获奖情况:
  • 核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:3704