Para resolver o problema da dificuldade em conciliar o desempenho de suportar pressão e a alta eficiência de troca térmica no novo sistema de refrigeração por pressão sólida, este artigo propõe uma estrutura composta de tubo de troca de calor com aletas revestidas de fibra de carbono, e estabelece um modelo de simulação correspondente do sistema de refrigeração por pressão. O estudo seleciona o material composto eutético de alta condutividade térmica NPG_0.75-TMP_0.25-20%EG, constrói um modelo de simulação do sistema de refrigeração por pressão baseado no método dos elementos finitos multifísicos, e julga o estado de mudança de fase do elemento calculado para resolver a variação adiabática de temperatura. Em comparação com os tubos de troca de calor convencionais de liga de alumínio, o tubo de aletas compostas reduz em 95% a massa e a capacidade térmica da estrutura de suporte à pressão, aumenta a área de transferência de calor em 2,5 vezes e reduz a resistência térmica em 52%, melhorando significativamente a eficiência da transferência de calor enquanto atende aos requisitos de pressão, atenuando o impacto negativo da capacidade térmica da estrutura de suporte na variação da temperatura, e acelerando a estabilização do sistema. Além disso, explora-se o efeito do ciclo, da velocidade do fluido de troca de calor e da faixa de temperatura de trabalho no coeficiente de desempenho (COP) do sistema, determinando que a condição ótima de operação é um ciclo de 10 s e velocidade do fluido de 0,5 m/s. Este estudo fornece orientação teórica para a melhoria integrada do desempenho mecânico e térmico da estrutura de troca térmica do sistema de refrigeração por pressão sólida e para a otimização da operação.

Refrigeração por pressão;Simulação multifísica;Reforço com fibra de carbono;Material composto eutético