相变材料种类及优缺点比较(3)

相变温控的特点

1.它属于吸收型被动温控，与常规散热型有很大的不同。它不靠温差散热，因此不受外界环境温度变化的影响，使元件或设备始终稳定在需要的温度上。尤其在大功率密度和要求低的平衡温度时，是常规散热无法解决的难题，而采用相变温控可迎刃而解。在低气压或真空条件下需要散热的设备采用这种温控技术效果更好。

2.与主动温控比较，它不用电，没有运动部件，可用于振动、冲击、加速度等恶劣的力学条件下工作，可靠性很高。

3.在一定条件下，它可取代水冷和风冷进行散热，如对半导体致冷器件的热端温控，不用水冷或风冷，节水节电，具有较大的经济价值。

4.它在低温条件下(如一40℃)工作，它还储存热能，可使设备以极大的速率恢复到正常的工作温度。

5.它能周期性工作，长久使用。 6.在低的平衡温度条件下，它比热沉法散热器体积可缩小2.6倍左右;重量可减轻4.5倍左右。 7.工艺较复杂。

航天应用

1.电子元器件组件的温控 2.热能储存

在电子组件的温控中，相变材料储存和释放能量的过程可以推广到热环境发生变化的航 天器上。例如一个沿着地球轨道飞行的卫星，会遇到出入地球阴影发生强烈变化的周期性热 环境，在这种情况下，可用相变材料将太阳能储存起来，阻尼轨道周期中产生大的温度变 化。例如一个载人舱，在整个轨道中要求儿乎等温的条件，可用一层相变材料包络整个载人 舱，吸收或释放轨道中太阳能，为舱内提供一个接近相变材料熔点的等温条件。

在无大气的行星或月球上着陆的航天器也会遇到强烈变化的热环境。由于星体的自转， 存在着白天和黑夜，又由于没有空气调节，白天黑夜温差很大。着陆的航天器用相变材料屏 蔽起来，白天储存太阳能，夜间放出能量用于保温，可使舱内人员和设备正常工作。

3.长距离温控

实现长距离温控，可用热管将热源与中心相变材料温控系统连结起来，远距离的热源发 出的热通过热管被相变材料吸收，这部分热又可用于其他部件的温控。这种将废热又转变成 有用能量的措施，对长距离空间航程是很有价值的。 4.精密仪器温控

对于温度范围要求很严格的高敏感仪器，如制导和控制仪器中的导航陀螺，其温度精度 必须维持在0.5k以内，才能保证正常工作。采用相变材料进行温控可使这些仪器温度维持在

一个很小的范围内。 5.孤立元件温控

装在天线、航天器外边的帆板彬条上以及辐射器上的仪器，在结构上远离主航天器，对 这些仪器或元件采取主动温控往往是不可能的或者是很困难的。采用相变材料对这些部件进 行温控则是很有效的。并且使主飞行器和这些部件之间避免了使用热管、接热片等，可大大 减轻重量并增加可靠性。

这些装满相变材料的管有两个作用：一方面它们作为肋片增大传热面积同时它们含有PCM能储存以低昂热量。这些管的两边及上部用墙壁封装，风扇开在敞开的一面，这样风扇产生的空气流能均匀地通过所有管子，确保高的热导率。普通风扇0.01 m3/s 热导率能达到180e220 W/(m2 K).。当风扇失效时，PCM仍能保证安全工作。

本次试验设置三个变量

能量水平：方向垂直，分别输入6 W, 9 W, and 12 W，即2.4 kW/m2, 3.6 kW/m2, and 4.8 kW/m2

方向：功率输入为12 W，分别相对重力方向水平、竖直、倾角45度

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