填充泡沫铜对石蜡相变蓄热性能的试验研究.pdf

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1、54FLUIDMACHINERYVo1．40，No．5，2012文章编号：1005—0329(2012)05—0054—04填充泡沫铜对石蜡相变蓄热性能的试验研究李达志，崔海亭，刘凤青彭培英(1．秦皇岛秦冶重工有限公司，河北秦皇岛066004，2．河北科技大学，河北石家庄050018)摘要：以石蜡作为相变蓄热材料，泡沫铜作为填充材料加工制作了相变蓄热装置，并搭建了蓄热器热性能实验台，对填充泡沫铜和未填充泡沫铜的蓄热容器分别进行了相变蓄热试验，测量相变材料的温度并通过数据采集仪进行采集，整理绘制了在不同条件下的温度时间曲线并进行了分析讨论。结果表明

2、泡沫铜的添加不仅使蓄热器内温度分布均匀，而且大大缩短了蓄热所需时间。关键词：泡沫铜；储能技术；相变材料；石蜡中图分类号：THl4；TK513．5文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．05．012ExperimentalInvestigationontheHeatStoragebyParafinFiHed、thIIighPorosityCopperFoamLIDa．ZhiCUIHai—ting，LIUFeng—qing。PENGPei．ying，(1．QinhuangdaoQinyeHeavyIndust

3、ryCo．，Ltd．，Qinhuangdao066004，China；2．HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang050018，China)Abstract：Anexperimentalsystemwasdesignedandestablishedthatparafinwasusedphasechangematerialsandcopperfoamasfilledmaterials，experimentalstudywascarriedoutonparaffinfilledwithcop

4、perfoamandwithoutfilledwithcopperfoam．TheexperimentsusedAgilent34970Agatherthedataofthetemperature，thetemperaturevariationcurvesundervariousconditionswereplottedandtheresultswerediscussed．Theresultsindicatesthatthefoammaterialwillnotonlyleadtoamoreuniformdis—tributionofthetem

5、peratureofthermalenergystorageunit，butalsoshortentimeofthecharginganddischargingprocessesonalargeextent．Keywords：copperfoam；energystoragetechnique；phasechangematerial；paraffin1引言高、比表面积大的优点，是很好的强化换热材料，将其作为骨架填充到相变材料中，以改善相变传相变蓄热由于温度近似恒定，能实现稳定的热装置的传热性能受到了越来越多的重视。。。储能和释能的特征，具有广阔的应

6、用前景。但是本文以石蜡作为相变蓄热材料，泡沫铜作为填常用的相变材料导热系数很小，严重影响了其传充材料加工制作相变储能装置，并搭建蓄热器热性热速率，难以满足相变蓄热影响了储能的效果。能试验台，对填充泡沫铜和未填充泡沫铜的蓄热容在强化相变储能方面，国内外学者做了大量理论器分别进行相变蓄热试验，并进行分析讨论。和试验方面的研究，通过在相变材料中添加各种形态的金属、石墨、肋片等措施，强化相变材料的2相变储能装置导热系数，从而达到提高相变蓄热效率的目的。高孔隙率泡沫金属具有密度小、孑L隙率2．1材料选择收稿日期：2010一10—30修稿日期：2011一I1

7、—02基金项目：国家自然科学基金项目(50876004)；河北省科技支撑计划项目(09203923D)；河北省教育厅科学研究计划(2009437)2012年第40卷第5期流体机械55泡沫铜是一种在铜金属基体中均匀分布着大量连通和不连通的孔洞的新型轻质多功能材料，其结构如图1所示。为了在相变储能过程中利用泡沫铜的各种特性，同时考虑到相变材料的可填充问题和保证其充装量，试验中选用孔数为20PPI，孔隙率为96％，面密度为2000g／m的通孔型泡沫铜作为填充材料。石蜡作为相变蓄热材料具有较高的相变潜热，无过冷及层析现象，性能稳定，无毒、无腐蚀性，价格便

8、宜等优点而备受欢迎。本次试验中选用熔化温度为58～60℃，纯度为98％的石蜡作为相变材料。图2热电偶布置图1泡沫铜结构照片图3热电偶主视