1.210.8v=0.35m/sv=0.4m/sv=0.45m/sv=0.5m/s液相率0.60.40.20-0.20500010000150002000025000时间 /s
图4-34 T=503K,四种速度情况下石墨泡沫/共晶盐复合相变材料的融化时间对比
根据图4-31和图4-33两幅图，我们可以看到，随着热流体的速度的增加，泡沫铜/共晶盐复合相伴材料的融化时间逐渐减少。从图4-32和图4-34我们可以看到，随着热流体速度的增加，石墨泡沫/共晶盐复合相变材料的融化时间有所变化，大致复合速度越大，融化时间越少。
4.4 装置内部温度分析
在进行4.2的模拟时，本文分别选取了石墨泡沫/共晶盐和泡沫铜/共晶盐两种复合相变材料的模拟情况进行了研究，模拟装置内部某些点的温度变化情况。 4.4.1 单点温度变化分析
本文对装置中点（x=157.5mm，y=31.5mm）在进口速度v=0.35m/s，不同温差条件下的温度变化进行了对比分析，并将温度变化曲线绘制成下面两图所示：
506504502500498496494492490488486050001000015000时间 /s2000025000温差=10K温差=20K温差=30K温差=40K温度 /K
图4-35不同温差条件下石墨泡沫/共晶盐复合相变材料中点温度变化曲线
41
500498496494492490488486050001000015000时间 /s200002500030000温差=10K温差=20K温差=30K温差=40K温度 /K
图4-36 不同温差条件下泡沫铜/共晶盐复合相变材料中点温度变化曲线
从上述两幅图，可看出装置内部中点在两种材料情况下，温差越大，温度上升越快，对比两幅图，在相同温差条件下，装置中点在石墨泡沫/共晶盐复合相变材料情况下，比在泡沫铜/共晶盐复合相变材料情况下温度上升的更快，这也说明石墨泡沫比泡沫铜的对共晶盐相变材料的传热强化作用更强。 4.4.2 多点温度变化分析
本文选取装置内点1（x=157.5mm，y=31.5mm）、点2（x=157.5mm，y=25.25mm）、点3（x=157.5mm，y=19mm）、点4（x=236.25mm，y=25.25mm）和点5（x=78.78mm，y=25.25mm）五个不同点的温度变化情况进行模拟，对比在v=0.35m/s,流体入口温度为503K的情况下，各点的温度变化差异，并将在石墨泡沫/共晶盐和泡沫铜/共晶盐两种复合相变材料下各点温度变化曲线绘制成下面两幅图所示：
504502500498496494492490488486050001000015000时间 /s2000025000点1点2点3点4点5温度 /K
图4-37 v=0.35m/s,入口温度503K,石墨泡沫/共晶盐复合相变材料内各点温度变化曲线
42
图
500498496494492490488486050001000015000时间 /s200002500030000点1点2点3点4点5液相率
图4-38 v=0.35m/s,入口温度503K,泡沫铜/共晶盐复合相变材料内各点温度变化曲线图
根据上述两幅图，我们可以看出来，距离热流体界面最近的点（点3）在相同时刻的问度高于其他四个点，而在距离热流体距离相同的三个点(点2、点4、点5)中 距离热流体进口最近的点（点4）在相同时刻温度最高。而且，同一点温度在同一时刻添加石墨泡沫情况下温度高于添加泡沫铜情况下的温度，也说明了石墨泡沫对共晶盐相变材料的传热强化作用强于泡沫铜对共晶盐相变材料的传热强化作用。
4.5 换热管外形尺寸对相变过程的影响
4.5.1 改变换热管外径
仅改变换热管的外径分别为40mm和50mm，其他条件不变，在热流体进口温度和速度分别为523K和0.35m/s情况下，对泡沫铜/共晶盐复合相变材料进行模拟研究，现将模拟结果总结在下图所示：
1.210.80.60.40.20-0.2010002000300040005000时间 /s外径=40mm外径=50mm外径=63mm液相率
43
图4-39 不同外径条件下相变材料液相率变化曲线
4.5.2 改变换热管高度
仅改变换热管的高分别为200mm和250mm，其他条件不变，在热流体进口温度和速度分别为523K和0.35m/s情况下，对泡沫铜/共晶盐复合相变材料进行模拟研究，现将模拟结果总结在下图所示：
1.210.80.60.40.20-0.20200040006000800010000时间 /s高=200mm高=250mm高=315mm液相率
图4-40不同高度条件下相变材料液相率变化曲线
从以上两幅图可以看出，当蓄热装置的外径逐渐减少时，相变材料的融化时间逐渐减少；当蓄热装置的高度逐渐减少时，相变材料的融化时间也会逐渐减少。这是因为，仅改变外径和高度时，会影响相变材料的填充量，当相变材料的填充量减少时，相变材料的总蓄热量也会降低，从而使相变材料的融化时间减少。
4.6 多孔材料孔隙率对相变过程的影响
为了研究多孔材料的孔隙率对相变材料的融化过程的影响，本文分别选取石
墨泡沫和泡沫铜的孔隙率为0.75、0.8、0.85、0.9和0.95，在进口温度为523K进口速度为0.35m/s的情况下，对五种情况进行了数值模拟并进行对比分析。
44