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由于NTP最初是在海水淡化中提出的，尚未引入PCM，本案例將有機(jī)相變材料PCM應(yīng)用于海水淡化中，建立了一二維幾何模型，如圖1所示。 圖1 幾何模型 模擬得到PCM作用下的海水淡化過程中的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、相對(duì)濕度場(chǎng)以及PCM材料中的液相率的變化，仿真結(jié)果如下圖所示。

13 基于相變回填的仿真設(shè)置使用相變回填材料時(shí)，參考如下 設(shè)置：（1）創(chuàng)建相變回填材料（2）打開凝固/熔化模型（3）將回填區(qū)域設(shè)置為流體域，并將上述的回填材料賦給回填區(qū)。

本文將利用積鼎通用流體仿真軟件VirtualFlow對(duì)水平冷板的共軛換熱進(jìn)行模擬，主要涉及相變過程的流動(dòng)和傳熱傳質(zhì)問題，通過分析為高熱流電子設(shè)備散熱設(shè)備設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。仿真過程將用到VirtualFlow自主開發(fā)的熱限制相變模型和流固耦合模型。

特別是在面對(duì)長(zhǎng)距離、多點(diǎn)復(fù)雜熱源的散熱需求時(shí)，精確測(cè)量相變過程中的溫度、速度等參數(shù)變得極為困難，傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法不僅周期長(zhǎng)、成本高，而且難以獲取全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這嚴(yán)重制約了熱管技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。積鼎科技CFD解決方案，助力熱管相變換熱仿真積鼎科技基于自主研發(fā)的VirtualFlow軟件，為熱管領(lǐng)域的相變換熱問題提供了全方位的仿真解決方案。

原位x射線衍射表明，BN網(wǎng)絡(luò)重排發(fā)生在相變過程中。在實(shí)際工作芯片上和有限元仿真中，驗(yàn)證了PCMs具有良好的熱管理能力。這項(xiàng)工作提出了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法來生產(chǎn)具有優(yōu)異導(dǎo)熱性的柔性PCM，它有潛力用于先進(jìn)電子產(chǎn)品的熱管理。

相變材料 (PCM) 是 TES 的重要候選材料，因?yàn)樗?em>相變過程中具有高潛熱和窄的溫度波動(dòng)。然而，導(dǎo)熱系數(shù)低和形狀穩(wěn)定性差嚴(yán)重阻礙了相變材料的大規(guī)模應(yīng)用。將多孔碳質(zhì)材料和相變材料集成形成形狀穩(wěn)定的復(fù)合相變材料（ss-CPCM），為這一挑戰(zhàn)提供了一種適用、簡(jiǎn)便且簡(jiǎn)單的解決方案，這歸因于碳的優(yōu)異性能，包括高導(dǎo)熱性，比表面積大，與各種相變材料具有良好的化學(xué)相容性。

03 圖文導(dǎo)讀 圖1.PVP/PVA/Ery相變膜的制備方案。 圖2.材料的XRD結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3.相變薄膜材料的防漏實(shí)驗(yàn)。 圖4.相變薄膜的自愈合過程。

相變材料（PCM）多年來一直用于許多領(lǐng)域，包括電子和建筑中的儲(chǔ)能和熱管理。通常，基于 PCM 的 TIM 由基質(zhì)和熱填料組成。在相變溫度下，PCM基體會(huì)從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，吸收熱能并充分潤(rùn)濕粗糙表面以減少接觸熱阻，因此，開發(fā)出具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率以及柔性的導(dǎo)熱復(fù)合相變材料對(duì)于電子器件的進(jìn)一步發(fā)展有著重要作用。

目前，可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)具有熱管理特性的紡織品，例如外部空氣/液體冷卻，引入導(dǎo)熱填料以增強(qiáng)熱擴(kuò)散，或加入相變材料（PCM）。在這些方法中，基于PCM的紡織品引起了研究人員的極大興趣，PCM是先進(jìn)的儲(chǔ)能材料，其儲(chǔ)能過程基于相變。

通過一段時(shí)間的使用，客戶給予了積極的反饋：“軟件可自動(dòng)生成笛卡爾網(wǎng)格，比Fluent等軟件節(jié)約一半以上的時(shí)間；同時(shí)，具備多種蒸發(fā)和冷凝等相變算法，能夠運(yùn)用在不同的場(chǎng)景；軟件還可以針對(duì)不同的材料，進(jìn)行多孔介質(zhì)和毛細(xì)力計(jì)算，這點(diǎn)優(yōu)于同類軟件；軟件能夠較為逼真的復(fù)現(xiàn)熱管相變冷卻的整個(gè)流程和現(xiàn)象，達(dá)到國(guó)際主流cfd軟件的計(jì)算精度。”

相比之下，基于相變材料PCM的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(BTMS)因其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、冷卻效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。聚乙二醇(PEG)作為一種節(jié)能環(huán)保的儲(chǔ)能材料材料引起了人們的廣泛關(guān)注，它被認(rèn)為是一種相變材料是一種很有前途的儲(chǔ)熱材料熔點(diǎn)熱大，熔點(diǎn)均勻，無腐蝕性，熔點(diǎn)范圍寬。 然而，聚乙二醇是一種經(jīng)典的固-液相變物質(zhì)，必須包裝在其中特殊密封容器。

相變材料作為被動(dòng)冷卻方法之一，可以作為熱管理介質(zhì)。當(dāng)固液轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)，PCM可以吸收相當(dāng)大的潛熱，同時(shí)保持相變區(qū)溫度穩(wěn)定，為電池提供舒適均勻的溫度條件。然而，大多數(shù)PCM的傳熱性能較差，并且從固體到液體的相變不可避免地會(huì)導(dǎo)致液體泄漏，這兩個(gè)問題是PCM大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的瓶頸。為解決這兩個(gè)問題，曾嘗試添加填料和封裝材料。在這些添加劑中，膨脹石墨(EG)是最有前途的。

一旦能壘被克服，過冷的相變材料釋放所有儲(chǔ)存的能量，并過渡到穩(wěn)定的晶體狀態(tài)，這不滿足間歇性放熱相變材料的要求。 圖 1 a）勢(shì)能隨反應(yīng)途徑的示意圖；每次結(jié)晶開始時(shí)都必須克服一個(gè)能壘。舉例說明了三次間歇放熱過程。b）相變材料間歇結(jié)晶過程示意圖。然而，研究發(fā)現(xiàn)：1）浸水異物接觸過冷鹽凝膠時(shí)，不能誘導(dǎo)其結(jié)晶。

3、材料參數(shù)除液體硅外，其余材料的材料參數(shù)均假設(shè)為常數(shù)，不隨溫度變化。圖 硅液材料參數(shù)圖 固體硅材料參數(shù)圖 石英材料參數(shù)圖 石墨材料參數(shù)圖 保溫筒材料參數(shù)圖 爐壁材料參數(shù)4、物理場(chǎng)模型添加了固體和液體傳熱、層流、表面對(duì)表面的輻射、非等溫流動(dòng)、馬蘭戈尼效應(yīng)。5、研究研究分為加熱和降溫兩個(gè)階段。

因此，將VASCFs摻入硅橡膠(SR)和石蠟(PA)的材料中，以制造形狀穩(wěn)定的相變材料。VASCFs/PA/SR材料的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)7.00 W/(m·K)，遠(yuǎn)高于之前報(bào)道的PCTIMs。更重要的是，PA相變引起的熱阻降低導(dǎo)致VASCFs/PA/SR的散熱性能更好，從而使VASCFs/PA/SR相變熱墊具有實(shí)際應(yīng)用潛力。

文中對(duì)相變散熱的核心部件均熱板進(jìn)行研究，均熱板的微槽道結(jié)構(gòu)對(duì)其散熱效果具有很大的影響，通過對(duì)矩形、V形、 圓弧形微槽道均熱板的數(shù)值模擬仿真分析，研究其內(nèi)部流體域溫度、壓力、速度的變化情況，發(fā)現(xiàn)V形槽均熱板具有最好的 散熱效果，矩形槽次之，圓弧U形最差；圓弧U形槽均熱板的均溫性最好，矩形和V形槽較差；三種微槽道結(jié)構(gòu)內(nèi)部流體域流 動(dòng)速度較緩慢。

超高分子量聚乙烯纖維織物增強(qiáng)PCM的材料設(shè)計(jì)。圖2. PCM材料的導(dǎo)熱性能。圖3. PCM材料的力學(xué)和相變特性。圖4. 鋰離子電池系統(tǒng)的熱管理和機(jī)械保護(hù)。END★ 平臺(tái)聲明部分素材源自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有。分享目的僅為行業(yè)信息傳遞與交流，不代表本公眾號(hào)立場(chǎng)和證實(shí)其真實(shí)性與否。

具有高焓值的有機(jī)相變材料（PCM）是理想的儲(chǔ)熱和放熱材料，有望促進(jìn)熱能利用，緩解能源短缺問題。然而，普通有機(jī)相變材料固有的吸光性差、導(dǎo)熱性差、形狀穩(wěn)定性弱等缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了太陽能的吸收、轉(zhuǎn)化和利用。

02 成果掠影近期，河北工業(yè)大學(xué)孔祥飛教授團(tuán)隊(duì)以石蠟（PA）作為相變材料，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）作為柔性支撐材料，氮化鋁（ALN）作為主要電絕緣材料，膨脹石墨（EG）作為主要導(dǎo)熱增強(qiáng)材料，成功制備出具有增強(qiáng)的電絕緣性能和寬溫域（25℃至60℃）的新型熱致柔性復(fù)合相變材料。

Hamdan研究團(tuán)隊(duì)通過將相變材料封裝在保護(hù)殼中，EPCM可以克服相變過程中的泄漏問題，并可以提高PCM的熱穩(wěn)定性、可靠性和性能。此外，EPCM還可以定制以滿足特定的應(yīng)用要求，例如不同的熔點(diǎn)和導(dǎo)熱率。