金属相变材料热沉传热试验与仿真  被引量:2

Experiment and Simulation for Metallic Phase Change Materials Heat Sink

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作  者:丁小恒[1] 孟松鹤[1] 解维华[1] 朱燕伟[1] 王伟[1] 

机构地区:[1]哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150001

出  处:《复合材料学报》2013年第S1期205-211,共7页Acta Materiae Compositae Sinica

基  金:国家自然科学基金(11272107);国家自然科学基金集成项目(91016029;91216302)

摘  要:航空航天领域的结构热控设计对热沉的质量、体积与环境适应性有极高要求。使用相变材料(PCMPhase Change Materials)作为热沉相较于传统的质量热沉其效率高出一个数量级。本文以低熔点的Sn-Bi合金作为相变物质,以铜泡沫金属作为传热强化骨架,通过真空渗透制备了PCM柱芯。构建了柱芯单胞模型。对其进行仿真实验,给出了单胞等效热导率。使用"等效热容法"处理Sn-Bi合金相变过程。将PCM柱芯封装后,使用加热平台加载封装试件表面,测量试件加热表面与柱芯顶部温度。对加热试验进行有限元仿真,通过对比仿真结果与试验数据,验证了PCM试件传热模型有效性。Aerospace structural thermal control design for heat sink leaved the most demanding for mass,volume and environmental adaptability.PCM(Phase Change Materials)was in an order of magnitude higher efficiency, compared to the traditional quality heat sink.PCM slug fabricated by vacuum infiltration,in which Sn-Bi alloy was used as phase change material,copper foam as the heat transfer enhancement skeleton.Unit-cell model for PCM slug be constructed,its equivalent thermal conductivity calculated by simulation.Phase transition of Sn-Bi alloy is processed by'equivalent heat capacity method'.Packaged PCM slug as a specimen,specimen surface loaded by heating platform,the temperature of heating surface and slug top surface is measured Heating experiment is performed on the finite element simulation,by comparing simulation results with experimental data,validity of PCM heat transfer model specimen is verified.

关 键 词:相变材料 单胞 等效热导率 等效比热容 加热试验 数值模拟 

分 类 号:TB34[一般工业技术—材料科学与工程] V259[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]

 

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