超重条件下泡沫石墨-石蜡相变传热实验研究

张浩，王姣，马挺，李馨怡，刘军，王秋旺

（1 中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川绵阳 621900；2 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室，陕西西安 710049；3 中国工程物理研究院高能激光重点实验室，四川绵阳 621900）

引言

随着航空航天技术的发展，飞行器上搭载的脉动工作式大功率电子设备逐渐增多，一般情况下该类装置对于温度控制的精度要求较高，并且工作时散热量大，但放热时间较短。航天器自带的散热器可连续工作，但散热功率较小，为了使这两种设备协调工作，需要使用蓄冷器将脉动式大功率设备短时间内产生的热量蓄积起来，通过航天器自带散热设备逐渐散发到宇宙空间。多孔介质强化传热的相变蓄冷技术利用相变材料潜热实现能量的储存和利用，是缓解能量供求双方在时间、强度和地点上不匹配的有效方式，具有热容量大、换热效率高、控温稳定等优点，在航空航天领域得到了广泛的应用[1-3]。相变储热技术的核心在于相变材料[4-7]，固-液相变材料热容量大且相变温度较恒定，是理想的储能材料。然而，相变材料（如石蜡等）普遍热导率较小，导致蓄冷器吸热和放热过程中面临热阻较大且换热效率低下等问题，削弱了蓄冷技术的优势。针对上述问题，近些年来国际上发展了多种相变蓄热装置强化传热的方法[8-12]，其中以高导热多孔介质材料复合相变蓄热材料的设计应用最为广泛[13-19]，通常在蓄冷器内放置泡沫金属或多孔石墨等高热导率的多孔材料骨架，强化蓄冷器内部的换热过程并降低吸热和放热时界面温度变化[20]。……