石墨烯纳米流体相变材料蓄冷特性的数值模拟

作者:陈晨; 彭浩

摘要:鉴于石墨烯高导热性能的特点,将石墨烯纳米流体作为相变材料有望提高蓄冷效率。本文对水基石墨烯纳米流体相变材料的凝固特性进行了数值研究,采用焓-多孔度法追踪固液相界面,分析了石墨烯纳米片质量分数、蓄冷腔体尺寸和几何形状对凝固时间和相界面演化的影响。结果表明,相变材料凝固所需时间随着石墨烯纳米片质量分数的增大显著降低,对于直径为72mm的圆形蓄冷腔体,质量分数为1.2%的石墨烯纳米流体相变材料与去离子水相比凝固时间降低了30.1%,与已有的实验结果相符;随着圆形蓄冷腔体直径减小,石墨烯纳米流体凝固所需时间显著降低,但石墨烯纳米片对凝固的强化作用减弱;在腔体等截面积的情况下,三角形腔体内凝固过程的相界面移动速率明显大于圆形和方形腔体、更有利于促进凝固过程,3种形状腔体内初期凝固都发生在腔体底部、凝固中期相界面形状与腔体本身形状相似、凝固后期相界面趋近于圆形。

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关键词:
  • 蓄冷
  • 相变
  • 纳米粒子
  • 石墨烯
  • 数值模拟

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期刊名称:化工进展

期刊级别:北大期刊

期刊人气:15263

杂志介绍:
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国化工学会;化学工业出版社
出版地方:北京
快捷分类:化工
国际刊号:1000-6613
国内刊号:11-1954/TQ
邮发代号:82-311
创刊时间:1981
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:1.06
综合影响因子:1.28