多孔泡沫金属散热模型数值模拟与分析

多孔泡沫金属在紧凑型换热器领域具有广阔的应用前景.对具有随机结构的多孔介质中的流动和传热进行了耦合分析.采用有限元法研究了不同孔隙率(30％、50％、70％和90％)泡沫多孔材料的传热特性和阻力特性.利用β=h/(Δp1/3)作为性能评价指标,即h越大,Δp越小,换热性能越好.通过改变孔隙度和入口流速从而分析整体的换热性能.结果表明,对于换热特性,泡沫金属的对流换热在高度方向上存在明显的温度梯度,边界层沿流动方向可以很好地发展,在高流速下具有更好地换热能力.随着孔隙率的增大,流体扰动变少从而局部速度将会减小,因此换热量也会降低.对于阻力特性,随着孔隙率的减小,内部压力显著增大,压力损失也显著变大.孔隙率为70％时,多孔泡沫金属具有更高的均匀性,同时通过实验验证了模型具有一定的有效性.