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相變材料應用在建筑墻體材料中可有效緩解外界溫度的變化對建筑物室內溫度造成的不良影響，提高室內環境熱舒適性，相變材料具有良好的調溫控溫性能，可有效降低墻體表面溫度波動。焓法模型和有效熱容法模型是解決建筑墻體中相變材料傳熱問題的基本分析方法，模型求解常通過有限元分析法或有限差分法。劉中良等對相變材料相變潛熱隨溫度變化的變溫固液相變過程進行了數值分析計算和求解。張寅平等通過數值分析和實驗驗證相結合的方法對相變蓄熱地板系統的熱性能進行了系統研究。MahaAhmad等對被動式輕質儲能墻板傳熱過程中溫度和熱流變化進行了數值模擬。EsamMAlawadhi給出了二維空間內相變墻磚和相變材料熱傳導公式。A.Y.Pasupathy等對相變蓄熱屋面系統傳熱問題的數學模型進行求解。A.Carbonari等利用有限元分析法提出一種分析評價相變儲能建筑圍護結構節能性能的方法。
ANSYS有限元相變材料傳熱過程分析基于焓法模型的基礎上，對相變材料傳熱過程進行仿真求解，可以較優地描述相變材料傳熱過程及其不同時刻的溫度分布，本文通過分析相變材料傳熱過程中導熱系數、比熱容等熱物性參數隨溫度的變化規律，對比傳熱過程中普通石膏板和相變石膏板的傳熱過程中冷熱面溫度變化情況。在此基礎上，利用ANSYS有限元分析對簡單邊界條件下相變石膏板的傳熱問題進行分析求解，研究相變材料的摻入對相變石膏板傳熱性能的影響。
實驗以物質的量之比為6:4的月桂酸和癸酸混合脂肪酸相變材料為例，利用HotDisk導熱系數測試儀測定混合脂肪酸相變材料的導熱系數。具體測試方法為：測試固態相變材料導熱系數時，將混合脂肪酸相變材料切割為同樣大小的兩塊，用400目砂紙將測試材料兩面打磨為光滑表面，測試時將探頭放在兩塊表面光滑的樣品之間，探頭的溫升是時間的函數，探頭既是溫度傳感器又是加熱源，通過實驗測試，當相變材料在42℃完全熔化為液態時，將Hotdisk探頭放入液態相變材料中，測試液態相變材料導熱系數。
不同溫度下相變材料導熱系數和比熱容隨溫度的變化關系如表所示。在測試過程中，電流通過探頭鎳絲時產生的熱量會同時向探頭兩側的樣品進行擴散，其擴散速率依賴于材料的熱擴散系數和導熱系數等熱特性。本儀器采用篩選數據法取線性段上的數據進行線性擬合，從而得到導熱系數值。
隨著測試溫度的升高，相變材料的狀態由固態逐漸轉變為固液混合態，此時熱量傳導主要依靠傳導和對流，隨著液態相變材料逐漸增多，對流傳熱逐漸占主導作用，在導熱和對流換熱共同作用下傳熱速率加快，當相變溫度高于42℃時，相變材料熔化為純液態，此時進入穩定的對流傳熱狀態，導熱系數保持穩定，不再繼續升高。根據計算結果，相變材料固態比熱容為1908J/(kg.K)，液態比熱容為2030J/(kg.K)。
如圖所示，將相變材料置于石膏板中制備相變材料厚度分別為5.0和7.5mm尺寸為300mm×300mm×30mm的“三明治”夾心結構相變儲能石膏板，圖中黑色框內為相變材料填充區域。
相變石膏板傳熱性能測試裝置示意圖，通過加熱鐵板和石膏板之間的空氣層對石膏板一側進行傳熱，持續加熱300min后開始降溫，通過建筑熱工巡回檢測儀每隔3分鐘記錄升降溫過程中各時刻的溫度。
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