Para abordar el problema de la dificultad para simultanear el rendimiento a presión y el intercambio térmico eficiente en un nuevo sistema de refrigeración con presión sólida, este artículo propone una estructura de tubo de intercambio térmico con aletas compuestas recubiertas de fibra de carbono, y establece un modelo de simulación correspondiente para el sistema de refrigeración con presión. El estudio selecciona un material compuesto eutéctico de alta conductividad térmica NPG_0.75-TMP_0.25-20%EG, construye un modelo de simulación de refrigeración con presión basado en el método de elementos finitos multi-físico, y evalúa el estado de cambio de fase para resolver la variación adiabática de temperatura. En comparación con los tubos de intercambio térmico tradicionales de aleación de aluminio, este tubo con aletas compuestas reduce la masa y la capacidad térmica de la estructura soportante en un 95%, incrementa el área de transferencia de calor a 2.5 veces y disminuye la resistencia térmica en un 52%, pudiendo mejorar significativamente la eficiencia del intercambio térmico mientras cumple con los requisitos de presión, reducir el impacto negativo de la capacidad térmica de la estructura soportante en la variación de temperatura, y acelerar la estabilización del sistema. Además, se exploran los efectos del ciclo, la velocidad del fluido de intercambio térmico y el rango de temperatura de trabajo en el coeficiente de desempeño (COP) del sistema, determinando que las condiciones óptimas de operación son un ciclo de 10 s y una velocidad de fluido de 0.5 m/s. Este estudio proporciona orientación teórica para mejorar las propiedades mecánicas y térmicas integradas de la estructura de intercambio térmico del sistema de refrigeración con presión sólida y optimizar su operación.

Refrigeración con presión;Simulación multifísica;Refuerzo con fibra de carbono;Material compuesto eutéctico