一種新型電池?zé)峁芾矸桨傅挠绊懸蛩匮芯?/h1>
2018-10-15 07:02:18江振文杜鴻達(dá)鄭心緯杜明徽康飛宇
通信電源技術(shù) 2018年8期
江振文，杜鴻達(dá)，鄭心緯，杜明徽，康飛宇
（清華大學(xué)深圳研究生院 能源與環(huán)境學(xué)部，廣東 深圳 518055）
0 引 言
當(dāng)今社會條件下，隨著污染與能源消耗的加劇，人們對節(jié)能與環(huán)保越來越重視。電動汽車作為一種環(huán)保高效無污染的新型汽車，已經(jīng)受到大眾的廣泛關(guān)注。發(fā)展電動汽車，關(guān)鍵是發(fā)展動力電池，而鋰離子電池由于具有能量密度高、重量輕、體積小、安全等獨(dú)特優(yōu)勢[1]，成為國內(nèi)外的研究重點(diǎn)。但是，鋰離子電池受溫度影響很大，溫度過高或過低都不利于鋰離子電池性能的發(fā)揮[2]。溫度過高，鋰離子電池容易發(fā)熱，甚至爆炸；溫度過低，電池充放電很淺，不能充分發(fā)揮性能。因此，一個適當(dāng)?shù)碾姵責(zé)峁芾韺恿﹄姵鼐哂袠O大意義。
目前，傳統(tǒng)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要包括空冷式散熱系統(tǒng)和水冷式散熱系統(tǒng)。但是，泵、風(fēng)扇和必要的組件會使得系統(tǒng)復(fù)雜，同時降低電池的能量利用效率[2]。以相變材料為基的熱管理方法作為一種新型的熱管理方式，主要是利用相變材料（PCM）的融化潛熱吸收電池產(chǎn)生的熱量而對電池進(jìn)行冷卻散熱，同時將電池放出的熱量以潛熱的形式儲存起來。當(dāng)電池在低溫下工作時釋放出來，以改善電池的低溫性能，且相變材料具有絕緣、無毒、成本低等優(yōu)點(diǎn)[3]，具有廣闊的市場發(fā)展前景。然而，電動車行駛過程中，由于電池的持續(xù)產(chǎn)熱，在某些極端條件下，可能會造成PCM冷卻失效的問題，導(dǎo)致電池的溫度繼續(xù)升高，給電動車帶來安全隱患。水冷式散熱具有冷卻速度快、冷卻效率高等優(yōu)點(diǎn)，可將其與以PCM為基礎(chǔ)的散熱相結(jié)合，一方面利用相變材料大潛熱吸收電池產(chǎn)生的熱量，另一方面利用水冷方式將PCM中存儲的能量及時帶走，保證對動力電池的持續(xù)散熱。同時，由于水管只與PCM接觸，避免了與電池的直接接觸可能帶來的隱患，具有更高的安全性。
在PCM已經(jīng)從電池組中吸熱的基礎(chǔ)上，本文通過對PCM散熱進(jìn)行仿真，以1 800 s時PCM表面溫度為監(jiān)控參數(shù)，探究了影響PCM散熱效果的幾個主要影響因素，并對其影響力大小進(jìn)行分析，以期為之后的電池?zé)峁芾矸桨冈O(shè)計及參數(shù)優(yōu)化提供幫助。
1 數(shù)值模擬
1.1 仿真方案及模型建立
為了簡化模型，只畫出在PCM中嵌入水管的冷卻模型，如圖1所示。水管位于PCM中心位置，在水管中加入流動水，通過改變不同參數(shù)確定不同影響因素對PCM散熱的影響。相變材料的尺寸為100 mm×100 mm×500 mm，水管直徑D=20 mm，長度l=500 mm，厚度為1 mm，水管材料為Al，內(nèi)部通的冷卻液體為水。
圖1 PCM水冷散熱模型
1.2 數(shù)值模擬及方程
相變過程中，相變材料的焓會急劇增加。為簡化問題，方便對PCM進(jìn)行散熱研究，本仿真對相變材料做出如下假設(shè)[4]：
（1）石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料內(nèi)部各物質(zhì)分布均勻，且物性參數(shù)各向同性；石蠟融化后再膨脹，石墨內(nèi)不會流動；
（2）相變材料的比熱容、密度計導(dǎo)熱系數(shù)、相變潛熱，在整個過程始終為恒定值。
基于以上假設(shè)，數(shù)值模擬中的控制方程為[4]：
仿真過程中，管內(nèi)流體的能量守恒方程為：
相應(yīng)的動量守恒方程為：
流體連續(xù)性方程為：
1.3 CFX處理
本次仿真求解器采用CFX。仿真模擬中，PCM初始溫度設(shè)為50 ℃，冷卻液體為水，初始溫度為25 ℃，水流速為0.5 m/s。假設(shè)整個系統(tǒng)與外界無換熱，并忽略整個系統(tǒng)的接觸熱阻。在CFX前處理中，將動量方程方程設(shè)置為湍流，將每次迭代補(bǔ)償設(shè)置為100，以便更快速、精確地求解動量方程。
2 計算結(jié)果與分析
2.1 PCM尺寸對PCM表面溫度的影響
在水溫度為25 ℃、流速為0.5 m/s、水管直徑為20 mm條件下，當(dāng)相變材料側(cè)面長度分別為50 mm、70 mm、80 mm、90 mm、100 mm及120 mm時，相變材料表面溫度變化情況及溫度分布圖如圖2、圖3所示。
可以看到，隨著時間的增加，PCM表面溫度逐漸下降，但不同尺寸的PCM溫度下降速度不同。隨著PCM尺寸的增加，PCM表面溫度下降速度明顯減小。原因是在熱導(dǎo)率、與水管接觸面積相同的情況下，熱量傳遞速度相同，PCM的尺寸越大，熱量越多，傳遞的越慢，導(dǎo)致溫度降低的速度會明顯降低。當(dāng)PCM的尺寸為100 mm×100 mm×500 mm時，在時間為1 800 s、溫度降低到30 ℃時，對于電池來說，也處于正常的工作范圍。
圖2 不同PCM尺寸下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系圖
圖3 不同PCM尺寸下PCM表面溫度分布圖
2.2 水管直徑對PCM表面溫度的影響
當(dāng)水管的外徑分別為10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm和40 mm時，相變材料表面溫度變化情況如圖4、圖5所示。由圖4可以看到，在保持其他參數(shù)不變的情況下，隨著水管管徑的增加，PCM表面溫度逐漸下降，且PCM表面溫度是隨著管徑的增加而均勻變化，平均管徑每增加1 mm，PCM表面溫度降低2 ℃。圖5顯示了仿真結(jié)束時不同管徑下的溫度分布云圖，與上述結(jié)果值吻合。
圖4 不同管徑下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系示意圖
圖5 不同管徑尺寸溫度分布圖
2.3 PCM導(dǎo)熱率對PCM表面溫度的影響
當(dāng)PCM熱導(dǎo)率分別為1 W/（m·K）、3 W/（m·K）、5 W/（m·K）、7 W/（m·K）、9.795 W/（m·K）和 15 W/（m·K）時，PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系如圖6所示。
圖6 不同熱導(dǎo)率下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系示意圖
可以看出，當(dāng)PCM熱導(dǎo)率小于5 W/（m·K）時，隨著熱導(dǎo)率的增加，PCM表面溫度降低明顯。例如，當(dāng)熱導(dǎo)率為1 W/（m·K）時，PCM表面溫度在1 800 s時為48.4 ℃；當(dāng)導(dǎo)熱率增加到3 W/（m·K）后，PCM表面溫度變?yōu)?3.2 ℃；當(dāng)導(dǎo)熱率大于7 W/（m·K）后，隨著導(dǎo)熱率的增加，PCM表面溫度降低速度明顯減小。
關(guān)于這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可以用熱阻的概念來解釋[3]。熱量傳熱的簡化表達(dá)式為：
其中，Δt為PCM與冷卻水之間的溫度差，℃；σ為熱量傳遞距離，m；k為導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m·K）；h為換熱系數(shù)，W/（m2·K）；q為熱流密度，W/m2。
在等式右邊其他條件都相同的情況下，隨著熱導(dǎo)率的增加，PCM與冷卻水之間的溫度差Δt逐漸減小，所以PCM的溫降減小，從圖7的分布云圖中可以看到這一點(diǎn)。
2.4 水流速對PCM表面溫度的影響
保持其他條件不變，設(shè)置水流速分別為0.1 m/s、0.3 m/s、0.5 m/s、0.7 m/s、0.9 m/s和 1.2 m/s時，PCM表面溫度變化情況如圖8、圖9所示。可以看到，隨著水流速的增加，PCM表面溫度總體呈下降趨勢。當(dāng)水流速小于0.5 m/s時，PCM表面溫度降低明顯；當(dāng)水流速從0.1 m/s增加到0.3 m/s時，PCM在1 800 s時，表面溫度從41.3 ℃降低到36.5 ℃，溫度下降接近5 ℃；隨著流速的進(jìn)一步增加，PCM表面溫度下降緩慢，如從0.5 m/s增加到2 m/s時，溫度只降低了2.1 ℃。
圖7 不同熱導(dǎo)率溫度分布圖
圖8 不同流速下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系示意圖
圖9 不同水速溫度分布圖
原因也同樣可由熱阻的概念解釋。在熱量傳遞距離、PCM熱導(dǎo)率、熱流密度q都不變的條件下，增加水的流速，冷卻水的換熱系數(shù)也會隨之增加，因此會導(dǎo)致PCM與冷卻水之間的溫度差逐漸減小，所以PCM的溫降也會減小。
2.5 不同影響因素權(quán)重分析
由前面的結(jié)果分析可知，對PCM表面溫度有影響的主要有四個因素，分別為PCM尺寸（A）、水管管徑（B）、PCM導(dǎo)熱率（C）和水流速（D）。為了進(jìn)一步分析得到最佳的電池?zé)峁芾矸桨?，對這四個主要影響因素進(jìn)行權(quán)重分析。
本次權(quán)重分析采用正交實驗的方法，對四因素均采用3水平，考察的指標(biāo)為1 800 s時PCM表面的電池溫度，并對正交設(shè)計結(jié)果進(jìn)行極差分析，得到各因素影響力大小。
表1為四因素不同水平所選取的參數(shù)在不同實驗條件下所得到的實驗結(jié)果和極差分析，結(jié)果如表2、表3所示。
在極差分析表中，Kij表示任一列上水平號為i（本設(shè)計中i=1、2、3）、因素數(shù)為j（本設(shè)計中j=A、B、C或D）時，對應(yīng)的試驗結(jié)果之和。各因素最優(yōu)水平根據(jù)評價指標(biāo)確定。本次設(shè)計中，溫度越低，表明效果越好，因此應(yīng)選取使指標(biāo)小的水平，即各列Ki中最小的值所對應(yīng)的水平。極差R=max(K1j,K2j,K3j)-min(K1j,K2j,K3j)，表明了影響力的大小。不同的極差，表明各因素水平的改變對試驗結(jié)果的影響是不同的。極差越大，表明該列因素在試驗范圍內(nèi)的變化會導(dǎo)致試驗指標(biāo)在數(shù)值上變化更大，影響力越大。所以，四因素的影響力大小為：PCM尺寸＞PCM熱導(dǎo)率＞管徑尺寸＞流速。
表1 四因素三水平表
表2 電池溫度極差分析表一
表3 極差分析表二
3 結(jié) 論
本文重點(diǎn)研究了在水管結(jié)合PCM電池散熱系統(tǒng)中影響PCM異地散熱的主要因素，并對其影響因素進(jìn)行權(quán)重分析，可以得出結(jié)論：
（1）利用冷卻水流動可有效吸收PCM中存儲的熱量，保證PCM溫度的進(jìn)一步升高，從而為電動車的持續(xù)運(yùn)行提供基礎(chǔ)；
（2）PCM尺寸的增加會降低其表面散熱速度，也會增加PCM內(nèi)部溫度不均勻性；水管管徑增加，會增加表面散熱速度，且速度增長率與其尺寸變化大致呈正比例；增加水流速，在水流速小于0.5 m/s時，可有效降低PCM表面溫度；但隨著流速的進(jìn)一步增加，對PCM表面溫度影響很小；在PCM導(dǎo)熱率較小時，增加導(dǎo)熱率會極大增加PCM表面溫度降低速度，但隨著導(dǎo)熱率進(jìn)一步增加，對PCM表面溫度影響逐漸減小。
（3）通過采用正交實驗的方法，利用極差分析，可得出四個主要影響因素的影響力大小為：PCM尺寸＞PCM熱導(dǎo)率＞水管管徑＞水流速。
江振文，杜鴻達(dá)，鄭心緯，杜明徽，康飛宇
（清華大學(xué)深圳研究生院 能源與環(huán)境學(xué)部，廣東 深圳 518055）
0 引 言
當(dāng)今社會條件下，隨著污染與能源消耗的加劇，人們對節(jié)能與環(huán)保越來越重視。電動汽車作為一種環(huán)保高效無污染的新型汽車，已經(jīng)受到大眾的廣泛關(guān)注。發(fā)展電動汽車，關(guān)鍵是發(fā)展動力電池，而鋰離子電池由于具有能量密度高、重量輕、體積小、安全等獨(dú)特優(yōu)勢[1]，成為國內(nèi)外的研究重點(diǎn)。但是，鋰離子電池受溫度影響很大，溫度過高或過低都不利于鋰離子電池性能的發(fā)揮[2]。溫度過高，鋰離子電池容易發(fā)熱，甚至爆炸；溫度過低，電池充放電很淺，不能充分發(fā)揮性能。因此，一個適當(dāng)?shù)碾姵責(zé)峁芾韺恿﹄姵鼐哂袠O大意義。
目前，傳統(tǒng)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要包括空冷式散熱系統(tǒng)和水冷式散熱系統(tǒng)。但是，泵、風(fēng)扇和必要的組件會使得系統(tǒng)復(fù)雜，同時降低電池的能量利用效率[2]。以相變材料為基的熱管理方法作為一種新型的熱管理方式，主要是利用相變材料（PCM）的融化潛熱吸收電池產(chǎn)生的熱量而對電池進(jìn)行冷卻散熱，同時將電池放出的熱量以潛熱的形式儲存起來。當(dāng)電池在低溫下工作時釋放出來，以改善電池的低溫性能，且相變材料具有絕緣、無毒、成本低等優(yōu)點(diǎn)[3]，具有廣闊的市場發(fā)展前景。然而，電動車行駛過程中，由于電池的持續(xù)產(chǎn)熱，在某些極端條件下，可能會造成PCM冷卻失效的問題，導(dǎo)致電池的溫度繼續(xù)升高，給電動車帶來安全隱患。水冷式散熱具有冷卻速度快、冷卻效率高等優(yōu)點(diǎn)，可將其與以PCM為基礎(chǔ)的散熱相結(jié)合，一方面利用相變材料大潛熱吸收電池產(chǎn)生的熱量，另一方面利用水冷方式將PCM中存儲的能量及時帶走，保證對動力電池的持續(xù)散熱。同時，由于水管只與PCM接觸，避免了與電池的直接接觸可能帶來的隱患，具有更高的安全性。
在PCM已經(jīng)從電池組中吸熱的基礎(chǔ)上，本文通過對PCM散熱進(jìn)行仿真，以1 800 s時PCM表面溫度為監(jiān)控參數(shù)，探究了影響PCM散熱效果的幾個主要影響因素，并對其影響力大小進(jìn)行分析，以期為之后的電池?zé)峁芾矸桨冈O(shè)計及參數(shù)優(yōu)化提供幫助。
1 數(shù)值模擬
1.1 仿真方案及模型建立
為了簡化模型，只畫出在PCM中嵌入水管的冷卻模型，如圖1所示。水管位于PCM中心位置，在水管中加入流動水，通過改變不同參數(shù)確定不同影響因素對PCM散熱的影響。相變材料的尺寸為100 mm×100 mm×500 mm，水管直徑D=20 mm，長度l=500 mm，厚度為1 mm，水管材料為Al，內(nèi)部通的冷卻液體為水。
圖1 PCM水冷散熱模型
1.2 數(shù)值模擬及方程
相變過程中，相變材料的焓會急劇增加。為簡化問題，方便對PCM進(jìn)行散熱研究，本仿真對相變材料做出如下假設(shè)[4]：
（1）石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料內(nèi)部各物質(zhì)分布均勻，且物性參數(shù)各向同性；石蠟融化后再膨脹，石墨內(nèi)不會流動；
（2）相變材料的比熱容、密度計導(dǎo)熱系數(shù)、相變潛熱，在整個過程始終為恒定值。
基于以上假設(shè)，數(shù)值模擬中的控制方程為[4]：
仿真過程中，管內(nèi)流體的能量守恒方程為：
相應(yīng)的動量守恒方程為：
流體連續(xù)性方程為：
1.3 CFX處理
本次仿真求解器采用CFX。仿真模擬中，PCM初始溫度設(shè)為50 ℃，冷卻液體為水，初始溫度為25 ℃，水流速為0.5 m/s。假設(shè)整個系統(tǒng)與外界無換熱，并忽略整個系統(tǒng)的接觸熱阻。在CFX前處理中，將動量方程方程設(shè)置為湍流，將每次迭代補(bǔ)償設(shè)置為100，以便更快速、精確地求解動量方程。
2 計算結(jié)果與分析
2.1 PCM尺寸對PCM表面溫度的影響
在水溫度為25 ℃、流速為0.5 m/s、水管直徑為20 mm條件下，當(dāng)相變材料側(cè)面長度分別為50 mm、70 mm、80 mm、90 mm、100 mm及120 mm時，相變材料表面溫度變化情況及溫度分布圖如圖2、圖3所示。
可以看到，隨著時間的增加，PCM表面溫度逐漸下降，但不同尺寸的PCM溫度下降速度不同。隨著PCM尺寸的增加，PCM表面溫度下降速度明顯減小。原因是在熱導(dǎo)率、與水管接觸面積相同的情況下，熱量傳遞速度相同，PCM的尺寸越大，熱量越多，傳遞的越慢，導(dǎo)致溫度降低的速度會明顯降低。當(dāng)PCM的尺寸為100 mm×100 mm×500 mm時，在時間為1 800 s、溫度降低到30 ℃時，對于電池來說，也處于正常的工作范圍。
圖2 不同PCM尺寸下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系圖
圖3 不同PCM尺寸下PCM表面溫度分布圖
2.2 水管直徑對PCM表面溫度的影響
當(dāng)水管的外徑分別為10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm和40 mm時，相變材料表面溫度變化情況如圖4、圖5所示。由圖4可以看到，在保持其他參數(shù)不變的情況下，隨著水管管徑的增加，PCM表面溫度逐漸下降，且PCM表面溫度是隨著管徑的增加而均勻變化，平均管徑每增加1 mm，PCM表面溫度降低2 ℃。圖5顯示了仿真結(jié)束時不同管徑下的溫度分布云圖，與上述結(jié)果值吻合。
圖4 不同管徑下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系示意圖
圖5 不同管徑尺寸溫度分布圖
2.3 PCM導(dǎo)熱率對PCM表面溫度的影響
當(dāng)PCM熱導(dǎo)率分別為1 W/（m·K）、3 W/（m·K）、5 W/（m·K）、7 W/（m·K）、9.795 W/（m·K）和 15 W/（m·K）時，PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系如圖6所示。
圖6 不同熱導(dǎo)率下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系示意圖
可以看出，當(dāng)PCM熱導(dǎo)率小于5 W/（m·K）時，隨著熱導(dǎo)率的增加，PCM表面溫度降低明顯。例如，當(dāng)熱導(dǎo)率為1 W/（m·K）時，PCM表面溫度在1 800 s時為48.4 ℃；當(dāng)導(dǎo)熱率增加到3 W/（m·K）后，PCM表面溫度變?yōu)?3.2 ℃；當(dāng)導(dǎo)熱率大于7 W/（m·K）后，隨著導(dǎo)熱率的增加，PCM表面溫度降低速度明顯減小。
關(guān)于這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可以用熱阻的概念來解釋[3]。熱量傳熱的簡化表達(dá)式為：
其中，Δt為PCM與冷卻水之間的溫度差，℃；σ為熱量傳遞距離，m；k為導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m·K）；h為換熱系數(shù)，W/（m2·K）；q為熱流密度，W/m2。
在等式右邊其他條件都相同的情況下，隨著熱導(dǎo)率的增加，PCM與冷卻水之間的溫度差Δt逐漸減小，所以PCM的溫降減小，從圖7的分布云圖中可以看到這一點(diǎn)。
2.4 水流速對PCM表面溫度的影響
保持其他條件不變，設(shè)置水流速分別為0.1 m/s、0.3 m/s、0.5 m/s、0.7 m/s、0.9 m/s和 1.2 m/s時，PCM表面溫度變化情況如圖8、圖9所示。可以看到，隨著水流速的增加，PCM表面溫度總體呈下降趨勢。當(dāng)水流速小于0.5 m/s時，PCM表面溫度降低明顯；當(dāng)水流速從0.1 m/s增加到0.3 m/s時，PCM在1 800 s時，表面溫度從41.3 ℃降低到36.5 ℃，溫度下降接近5 ℃；隨著流速的進(jìn)一步增加，PCM表面溫度下降緩慢，如從0.5 m/s增加到2 m/s時，溫度只降低了2.1 ℃。
圖7 不同熱導(dǎo)率溫度分布圖
圖8 不同流速下PCM表面溫度隨時間變化關(guān)系示意圖
圖9 不同水速溫度分布圖
原因也同樣可由熱阻的概念解釋。在熱量傳遞距離、PCM熱導(dǎo)率、熱流密度q都不變的條件下，增加水的流速，冷卻水的換熱系數(shù)也會隨之增加，因此會導(dǎo)致PCM與冷卻水之間的溫度差逐漸減小，所以PCM的溫降也會減小。
2.5 不同影響因素權(quán)重分析
由前面的結(jié)果分析可知，對PCM表面溫度有影響的主要有四個因素，分別為PCM尺寸（A）、水管管徑（B）、PCM導(dǎo)熱率（C）和水流速（D）。為了進(jìn)一步分析得到最佳的電池?zé)峁芾矸桨?，對這四個主要影響因素進(jìn)行權(quán)重分析。
本次權(quán)重分析采用正交實驗的方法，對四因素均采用3水平，考察的指標(biāo)為1 800 s時PCM表面的電池溫度，并對正交設(shè)計結(jié)果進(jìn)行極差分析，得到各因素影響力大小。
表1為四因素不同水平所選取的參數(shù)在不同實驗條件下所得到的實驗結(jié)果和極差分析，結(jié)果如表2、表3所示。
在極差分析表中，Kij表示任一列上水平號為i（本設(shè)計中i=1、2、3）、因素數(shù)為j（本設(shè)計中j=A、B、C或D）時，對應(yīng)的試驗結(jié)果之和。各因素最優(yōu)水平根據(jù)評價指標(biāo)確定。本次設(shè)計中，溫度越低，表明效果越好，因此應(yīng)選取使指標(biāo)小的水平，即各列Ki中最小的值所對應(yīng)的水平。極差R=max(K1j,K2j,K3j)-min(K1j,K2j,K3j)，表明了影響力的大小。不同的極差，表明各因素水平的改變對試驗結(jié)果的影響是不同的。極差越大，表明該列因素在試驗范圍內(nèi)的變化會導(dǎo)致試驗指標(biāo)在數(shù)值上變化更大，影響力越大。所以，四因素的影響力大小為：PCM尺寸＞PCM熱導(dǎo)率＞管徑尺寸＞流速。
表1 四因素三水平表
表2 電池溫度極差分析表一
表3 極差分析表二
3 結(jié) 論
本文重點(diǎn)研究了在水管結(jié)合PCM電池散熱系統(tǒng)中影響PCM異地散熱的主要因素，并對其影響因素進(jìn)行權(quán)重分析，可以得出結(jié)論：
（1）利用冷卻水流動可有效吸收PCM中存儲的熱量，保證PCM溫度的進(jìn)一步升高，從而為電動車的持續(xù)運(yùn)行提供基礎(chǔ)；
（2）PCM尺寸的增加會降低其表面散熱速度，也會增加PCM內(nèi)部溫度不均勻性；水管管徑增加，會增加表面散熱速度，且速度增長率與其尺寸變化大致呈正比例；增加水流速，在水流速小于0.5 m/s時，可有效降低PCM表面溫度；但隨著流速的進(jìn)一步增加，對PCM表面溫度影響很小；在PCM導(dǎo)熱率較小時，增加導(dǎo)熱率會極大增加PCM表面溫度降低速度，但隨著導(dǎo)熱率進(jìn)一步增加，對PCM表面溫度影響逐漸減小。
（3）通過采用正交實驗的方法，利用極差分析，可得出四個主要影響因素的影響力大小為：PCM尺寸＞PCM熱導(dǎo)率＞水管管徑＞水流速。
