Modelica建模下的相变材料比热容DHFM测试模拟研究

本文主要探讨了采用Modelica语言建模模拟相变材料比热容的动态热流计测试方法。随着建筑节能和能量储存需求的增长，定形相变复合材料因其优异的热性能备受关注，其中热焓、比热容和导热系数是关键性能参数。为了确保这些新型材料的测试精度，ASTM在2013年发布了ASTMC1784-13测试标准，这是一种动态热流计法（DHFM），它是在传统稳态热流计法（HFM）的基础上发展起来的，适用于较大尺寸的板状相变材料，例如边长100至300毫米的正方形板材。 DHFM通过动态测量热流密度，不仅能在稳态时测定导热系数，还能在非稳态条件下计算热焓和比热容。其工作原理涉及两个热板对样品进行阶梯式的温度变化，记录下温度和热流密度随时间的变化，通过积分计算出热焓，并根据温差计算比热容。Modelica语言借助于SimulationX软件被应用于建立测试模型，通过模拟不锈钢和沙子等样品的实验，优化了试验参数，使得这项技术更加易理解和推广。 文章的核心内容围绕如何利用Modelica进行数值仿真，以模拟和验证实际测试过程中的行为，从而提高测试的准确性和效率。这不仅有助于相变材料的研发者更好地理解材料性能，也有利于工业界在大规模生产和应用这类材料时做出精确的设计决策。通过这种方法，研究人员能够预测不同条件下的热性能变化，为相变材料的实际应用提供科学依据。