石蜡与低熔点合金双级联相变材料强化板翅式散热器换热性能的数值模拟.pdfVIP

第13卷第5期储能科学与技术Vol.13No.5

2024年5月EnergyStorageScienceandTechnologyMay2024

储能材料与器件

石蜡与低熔点合金双级联相变材料强化板翅式散热器换热性能的

数值模拟

张云峰，张学文，钟威，蒋杜伟，陈泽伟，张杰

（长沙理工大学能源与动力工程学院，湖南长沙410114）

摘要：相变散热技术可以通过相变材料的物态变化，有效吸收或释放热量，从而实现被动式热管理。本文建立

了一种板翅式相变散热器的结构模型，研究级联相变技术的相变传热过程及优化传热性能的措施，重点分析了

相变材料(PCM)的组合方式、翅片结构以及不同的PCM体积比工况对相变散热器传热性能的影响。研究结果表

明，改变PCM的组合方式对相变材料传热过程有显著影响，对于采用双PCM的级联相变散热器，PCM1和

PCM2呈相变温度递减排列具备更优的热管理性能；当翅片数为16时，具备更低的工作温度，并且相比于四翅

片结构的相变散热单元，两种级联PCM组合的相变散热单元的凝固时间分别缩短了25.3%和22.5%。因此，当

翅片数为16及翅片厚度为0.5mm时，热管理性能较优；采用石蜡和低熔点合金材料，当PCM体积比为1∶2

时，两个临界温度下的热管理时间分别延长了17.2%和15%，温升速率也随着低熔点合金所占体积增多而逐渐

减小，综合考虑热管理时间和温升速率，可知PCM体积比为1∶2时级联相变散热器的热管理性能较优。

关键词：相变材料；板翅式散热器；级联相变；数值模拟；热管理

doi：10.19799/ki.2095-4239.2023.0843

中图分类号：TK02文献标志码：A文章编号：2095-4239（2024）05-1460-11

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