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相变蓄冷技术是一项能够协调能量供需在时间和空间上的不平衡,促进能源高效利用的节能环保技术,它不仅应用于工业低温蓄冷、空调蓄冷和电力“移峰填谷”,在冷链物流运输中也有广泛的应用。随着经济和生活水平的快速发展,冷链物流对低温产品冷藏运输设备的需求越来越大,而相变温度在冷冻区域（-10°C～-40°C）的相变蓄冷材料仍有待开发;其中使用普遍的无机盐溶液类相变蓄冷材料通常存在过冷度大和相分离的现象,需进行改性;同时针对相变蓄冷材料应用于保温箱,进行不同条件的保冷实验费时费力,需要对此类问题建立普遍适用的数值仿真模型,从而推动相变蓄冷技术在冷链物流领域的发展应用。本文根据相变材料文献综述和选择标准,选择易于获得且相变温度合适的Mg Cl2溶液作为相变材料的研究对象。针对Mg Cl2溶液较大的过冷度和相分离,筛选出成核剂配方:1 wt%Ca Cl2+0.25 wt%Ca（OH）2;选取集增稠稳定悬浮于一体的黄原胶作为增稠剂。为提高相变材料的导热系数,选取改性多壁碳纳米管（MWCNTs）作为纳米粒子添加剂,得到镁基无机盐低温相变材料。围绕镁基无机盐低温相变材料的物理性质、热力学性能及循环稳定性,进行了以下的工作和研究:傅立叶红外光谱的组成分析表明MWCNTs与无机盐溶液不发生化学反应。通过步冷实验研究添加剂对Mg Cl2溶液过冷度的影响,得到同时添加MWCNTs和成核剂能够起到协同作用,降低过冷度效果优于二者单独添加,添加1 wt%MWCNTs的相变材料过冷度降至2.2℃。对样品相变潜热进行测量,得出随着添加剂的增多,相变潜热虽略有降低,但可满足应用需求。测量MWCNTs对导热系数的影响,得到其具有增强导热系数的效果,且随纳米粒子的质量分数增大而增大,添加量为3 wt%时导热系数达到0.5628 W·（m·K）-1,增长10.7%。对相变材料进行400次冷-热循环实验的结果显示其化学组成成分稳定,热力学性能稳定,能够满足实际多次循环使用的要求。本文以镁基无机盐低温相变材料为蓄冷剂,选择一款市面常见的保温箱,设计保温箱蓄冷实验;简化并建立易于计算的物理和数学模型,采用六面体网格混合多面体网格解决箱体内部接触面在计算中的收敛和精确度问题;在Fluent软件中进行保温箱蓄冷实验的仿真模拟计算,采用共轭传热和等效热容法对传热和相变过程进行模拟。对比分析模拟计算与实际实验结果,得到相变材料的相变时间和平均温度、箱体内有效保冷时间和保冷时间内的平均温度,几项误差均在6%以内。表明本文建立的保温箱蓄冷实验模型和计算流程能够准确的对此类问题进行模拟和参数分析,对低温相变材料的应用有良好的参考价值。