北京
基于相变材料(PCM)的潜热蓄热式冷却技术凭借高储能密度和无源控温特性，在航空航天热管理领域具有广阔应用前景。泡沫铜作为PCM常用的导热增强介质，在强化导热的同时会抑制PCM的自然对流。
飞行器机动飞行引发的超重、失重及变加速度等复杂力场会与泡沫铜的对流抑制特性相互作用，导致其综合传热强化效应存在不确定性。本工作通过实验分析了不同力场工况下泡沫铜对PCM传热及控温性能的影响。
研究结果表明，在正向力场中，泡沫铜的嵌入最高可使PCM熔化时间缩短62.5%，有效控温时长延长153.4%；而在负向力场中，泡沫铜的熔化促进效应随力场强度的增加呈衰减趋势，且复合相变材料(CPCM)后期温度均匀性和有效控温时长较纯PCM略微下降。值得注意的是，泡沫铜的加入可显著提升相变热控单元在复杂力场中的传热稳定性，CPCM在不同力场条件下的熔化时间波动幅度和控温时长波动幅度较纯PCM分别减小86.8%和52.6%。
本文研究结果可为飞行器热管理系统在复杂力场条件下的相变材料优化设计提供有价值的理论参考。
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