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1、2007年9月北京航空航天大学学报September2007第33卷第9期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol.33No19泡沫铜作为填充材料的相变储热实验张涛余建祖(北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100083)摘要:对填充有泡沫铜的固2液相变储热装置进行了试验研究.采用纯度为98%的正21烷(C21H44)作为相变材料(PCM),通过抽真空灌注的方法将其灌注到泡沫铜内部,封装并作绝热处理后作为试验件.在进行储热试验时,用嵌入了加热棒的铝制底座模拟被散热件对试验件加热,利用探针式和贴片式铂电阻(
2、pt100)测量试验件温度并通过数据采集仪进行采集.整理绘制了在不同加热功率下的温度时间曲线,讨论和分析了此装置的热性能,结果表明泡沫铜作为填充材料能明显改善相变储能装置的传热性能和内部温度均匀性.关键词:泡沫铜;相变材料;石蜡;热性能中图分类号:TK02文献标识码:A文章编号:100125965(2007)0921021204Experimentofsolid2liquidphasechangeincopperfoamZhangTaoYuJianzu(SchoolofAeronauticScienceandEngineering,BeijingUniversityofAerona
3、uticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Thethermalperformanceofsolid2liquidphasechangethermalstoragedevicewhichembeddedwithcopperfoamwasinvestigated.The98%pureHeneicosane(C21H44)wasusedasthephasechangemate2rial(PCM),anditwasfilledinthecopperfoamthroughavacuumingprocedure.ThePCMandthe
4、copperfoamweresealedandinsulatedtogetthetestvessel.Analuminumbedplatewhichembeddedwithheatingrodswasusedtoheatthetestvessel,andthetemperatureofthevesselwasmeasuredbysomeplate2typeandprobe2typeplatinum2resistancethermocouples(pt100)andcollectedbyadataacquisitionunit.Thetempera2turevariationcurv
5、esundervariousheatingpowerwereplottedandtheresultswerediscussed.Experimentalre2sultsindicatethat,thethermalconductivityandperformanceofthephasechangethermalstoragedeviceisob2viouslyimprovedwhilecopperfoamasaheattransferenhancement.Keywords:copperfoam;phasechangematerial(PCM);paraffinwax;therma
6、lperformance随着现代电子和光学等技术的进步,以及对设计值以内,但其缺点是造成系统重量和体积过航空航天飞行任务要求的提高,出现了一系列具大,能耗大,且大多数情况下容量过剩;后者所设有超高热流密度、短时和间歇工作的大功率组件,计的系统会有较小的体积和重量,但在峰值功率如激光武器、行波管和机动飞行控制系统等.这类工况下运行时由于散热量不足会引起电子设备温系统的短时峰值发热量大大地超过了平均发热度过高甚至烧毁,这使得其热可靠性明显降低并量,如星载雷达上的组合遥感器,其峰值辐射功率且也大大缩短了电子设备的使用寿命.大于2000W,峰值工作时间占总时间的20%,而固2液相变储能装置
7、有良好的恒温性以及巨[1]平均功率则小于600W.传统上对这类系统有大的相变潜热,能有效地解决短时、周期性大功率两种的散热设计:根据峰值功率工况进行设计和电子器件的散热问题,在国外航空、航天和微电子[2-3]根据平均功率工况进行设计.前者的优点是可以等系统上得到越来越广泛应用.但是常用的保证在整个运行过程中电子设备温度都能保持在相变材料普遍具有导热率较低的缺点,难以满足收稿日期:2006209215基金项目:航空科学基金资助项目(2004ZE51048);教育部博士点
