第12卷第6期2023年6月Vol.12No.6Jun.2023储能科学与技术EnergyStorageScienceandTechnology骨架结构对固液相变蓄热性能影响的LBM研究李晓庆1,2，范玉泽1，刘晓燕1（1东北石油大学，黑龙江大庆163318；2常熟理工学院，江苏常熟215500）摘要：固液相变材料通过潜热的形式存储能量，被大规模应用于热能存储领域，然而传统相变材料的热导率普遍较小，添加高热导率的多孔骨架可以提高蓄热性能。为了探究骨架结构对蓄热性能的影响，本工作采用基于焓法的格子Boltzmann双分布模型，在孔隙尺度上研究了骨架孔隙率和方向生长概率对熔化过程的影响，提出了无量纲蓄热功率作为评价参数。结果表明：随着孔隙率的降低，复合材料的熔化速率加快，无量纲蓄热功率增大。当孔隙率处于0.80以下时，无量纲蓄热功率较纯相变材料得到提高。选择合适的方向生长概率可以有效改善换热速率。主生长方向为1，3方向的骨架所需完全熔化时间较均匀骨架时缩短13.9%。本工作为多孔骨架复合相变材料的设计和应用提供了理论依据和数据参考。关键词：固液相变；多孔介质；格子Boltzmann方法；骨架结构doi：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0776中图分类号：TK02文献标志码：A文章编号：2095-4239（2023）06-1774-10Investigationoftheeffectofskeletonstructureonthethermalenergystorageperformanceofsolid-liquidphasechangeusingLBMLIXiaoqing1,2,FANYuze1,LIUXiaoyan1(1NortheastPetroleumUniversity,Daqing163318,Heilongjiang,China;2ChangshuInstituteofTechnology,Changshu215500,Jiangsu,China)Abstract:Thesolid-liquidphasechangematerial(PCM)storesenergyintheformoflatentheatandiswidelyusedforthermalenergystorage.However,traditionalPCMsgenerallyexhibitlowthermalconductivity.Addingaporousskeletonwithhighthermalconductivitycanimprovethethermalstorageperformanceofthesematerials.Toinvestigatetheeffectoftheporousskeletonstructureonthermalstorageperformance,weexaminedtheeffectoftheporosityanddirectionalgrowthprobabilityonthemeltingprocessattheporescaleusinganenthalpy-basedlatticeBoltzmannmethodwithadoubledistributionfunctionmodel.Adimensionlessthermalstoragepowerparameterwasproposedtoevaluateperformance.Ourresultsshowedthatastheporositydecreases,themeltingrateofthecompositeincreases,andthedimensionlessheatstoragep...
