李佳陽;陳寶明;張艷勇;張自仕;

山東建筑大學熱能工程學院

摘要: 為了進一步研究方腔內固液相變的過程,本文基于格子玻爾茲曼方法(LBM),采用兩區域模型探究了方腔內填充不同方向梯度孔隙率分布的多孔骨架固液相變過程,從孔隙尺度分析了相變過程的流動和傳熱機理;并對梯度孔隙率多孔介質內固液相變過程中的糊狀區做了詳細的描述;重點研究了方腔內不同方向梯度孔隙率分布和均勻孔隙率骨架分布對相變過程的影響。研究結果表明:在填充多孔介質固液相變過程中,傳熱方式由熱傳導逐漸向自然對流換熱轉變,從而導致了上薄下厚的糊狀區;在填充多孔介質骨架方腔內,不同方向的梯度孔隙率分布對相變過程的影響是不同的,與均勻孔隙率相比,從左到右線性減小以及從上到下線性增加和減少的多孔介質孔隙率分布,其融化率和高溫壁面平均Nu數都較大,表明其孔隙率梯度分布的多孔骨架對相變換熱起到了明顯的促進作用;而當多孔介質孔隙率分布從左到右線性增加時,相變過程則受到明顯的抑制。

關鍵詞: 固液相變; 梯度孔隙率; 兩區域模型;

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