Математическая модель теплообмена при фазовом переходе теплоаккумулирующего материала

Аннотация

Применение парафинов в качестве аккумуляторов тепла в
ограждающих конструкциях зданий затруднено в связи с достаточно высокой
температурой их фазового перехода, малым коэффициентом теплопроводности, к
тому же традиционные системы утепления с использованием теплоизоляционного
материала в энергоактивных конструкциях являются малоэффективными. Для
повышения энергоэффективности жилых зданий возникает необходимость
разработки новых систем и конструкций ограждения с возможностями
использования возобновляемых источников энергии для потребностей зданий и
возмещения части тепла, затрачиваемого на отопление здания. Для этого
необходимо изучить теплообменные процессы в конструкциях здания.
В данной статье приведены результаты изучения процессов фазового перехода
теплоаккумулирующего материала в ограждающих конструкциях. Рассмотрены
процессы фазового перехода теплоаккумулирующего материала в ограждающих
конструкциях с учтем предпосылок и допущений, которые необходимы для
упрощения математической модели процесса фазового перехода. Разработана
математическая модель теплообмена при фазовом переходе
теплоаккумулирующего материала, которая учитывает теплофизические свойства
материала, толщину слоя фазового перехода и время ее образования, а также
разность температур между температурой исходного состояния и температурой
фазового перехода теплоаккумулирующего материала. Установлено, что плотность
теплового потока изменяется от большого числа параметров от начального момента
времени  до времени процесса перехода в новую фазу   , и определено, что
средняя плотность теплового потока в процессе плавления слоя
теплоаккумулирующего материала в два раза больше, чем плотность теплового
потока в момент времени, при котором граница раздела фаз переместится на
расстояние  .