고체-액체 위상 변화 열 전달에는 두 가지 과정이 포함됩니다: 물질의 응고 (액체가 고체로 변함) 및 녹음 (고체가 액체로 변함),물질은 녹는 지점까지 가열되고 녹는 과정에서 많은 양의 열을 흡수합니다., 그리고 잠복한 열은 냉각점까지 냉각될 때 응고 과정에서 방출됩니다.
고체-액체 위상 전환과 열 전달은 자연에서 흔한 현상입니다. 화산 암석의 형성, 얼음의 진화 및 지구의 녹기 등과 같은 현상입니다.또한 공학 기술 분야에서 중요한 과정입니다식료품 냉각, 폴리머 가공, 가루의 응고 및 결정화, 무형 합금 물질의 제조, 반도체 물질의 정제,열 또는 냉력 저장, 등등
고체-액성 위상 변화 열 전달은 높은 열 흐름 밀도, 높은 열 효율성 및 낮은 압력의 장점을 가지고 있으며 중요한 연구 의미와 응용 가치를 가지고 있습니다.
고체-액체 위상 전환 열 전달에 대한 수학적 모델과 지배 방정식은 일반적으로 연속 매체의 개념을 기반으로합니다.고체-액체 단계의 동학과 균일성을 가정하면서고체-액체 인터페이스는 물질의 물리적 특성에 의해 직접적으로 영향을 받기 때문에고체-액성 위상 변화 열 전달은 서로 다른 재료에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.: 단일 단계 전환 온도와 명확한 고체-액체 인터페이스 (순수 물질) 의 문제.
두 단계의 공존 구역 (믹스) 과 특정 범위 내의 단계 전환 온도의 문제고체-액체 위상 전환의 열 전달은 다른 특성화 양에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.: 온도 모델 (온도는 유일한 의존 변수이며 에너지 방정식은 각각 고체 단계와 액체 단계 영역에서 설정됩니다)
엔탈피 모델 (온도와 엔탈피는 의존 변수이며, 엔탈피는 분할 없이 고체와 액체 단계를 구별하는 데 사용됩니다.)고체-액체 단계 전환 열 전달의 특성 및 어려움은 움직이는 고체-액체 인터페이스에 있습니다., 그리고 또한 상대적인 액체의 흐름, 고체-액체 위상 전환의 부피 변화 및 경계 열 저항과 같은 요인에 의해 영향을 받는다.
초기 단계에서는 고체-동체 단계 전환 열 전달 용액은 주로 정확한 분석과 대략적인 분석을 포함한 분석 방법을 사용했습니다.간단한 경계 조건으로 이상화 된 몇 개의 고체-액성 단계 전환 열 전달만 몇 가지 일차원 반 무한, 무한히 큰 영역, 주로 뉴만 문제와 일반화된 뉴만 문제를 기반으로.
근사 분석은 주로 통합 방법, 준정형 상태 방법, 교란 방법, 열 저항 방법, 연속 근사 방법 등을 포함한다.주로 1차원 단조로운 인터페이스 단계 전환 문제를 해결하고 아주 몇 가지 2차원 문제를 해결합니다.수치적 방법은 복잡한 조건 하에서 다차원 고체-동체 단계 전환 열 전달 문제에 대한 주요 해결책입니다.
고체-액체 단계 전환을 처리하기 위한 수치적 방법에는 두 가지 주요 모델이 있다.분리된 2단계 모델 (인터페이스 추적 방법) 및 혼합된 2단계 모델 (결정 그리드 방법)분리 된 두 단계 모델은 두 단계를 두 영역으로 취급하며, 이는 단계 전환 과정을 더 자세히 반영 할 수 있지만 계산 프로세스는 인터페이스를 추적해야합니다.그래서 계산 노력은 크다.
하이브리드 2단계 모델은 단계 전환 과정에 엄격한 인터페이스가 없다는 것을 믿고 두 단계가 공존합니다.그리고 계산은 간단하지만 인터페이스 특성을 정확하게 표시할 수 없습니다또한, 몬테 카를로 방법과 격자 볼츠만 방법은 고체-액체 위상 전환의 열 전달 과정을 계산하는 데 사용됩니다.
열전도성이 낮기 때문에, 특히 유기적인 열전도 물질은고체-액체 위상 변화의 증강 된 열 전달 또한 해결해야 할 중요한 문제입니다..
그리고 두 가지 주요 유형의 강화 방법이 있습니다: 높은 열 전도성 금속 또는 비 금속 고체 입자를 추가하여 단계 변화 재료의 열 전도성을 향상시킵니다.금속 폼과 같은 강화된 구조물, 금속 핀, 그리고 확장 된 그래피트는 단계 변화 물질에 열 전달을 강화하기 위해 사용됩니다.
