圆柱腔内石蜡熔化过程实验探究

摘要

采用实验方法对圆柱空腔内相变材料(石蜡)的熔化过程进行研究,石蜡通过放置在中央位置的加热棒进行定功率加热.通过改变加热功率、水浴温度以及外壁的边界条件,记录石蜡相变过程中不同位置的温度变化情况,对比不同条件对熔化进程的影响.相变界面和熔化份额采用温度的三次插值和位置加权处理获得.熔化起始阶段,受到纯导热的影响,靠近加热棒的石蜡开始熔化,随之的自然对流的产生和加剧加快上部区域固体石蜡的熔化,最终在整个液体区域形成明显的温度分层.实验结果表明,提高斯蒂芬数Ste或者降低过冷度Sc对熔化进程有显著的促进作用.