編號(hào)：CPJS06334
篇名：納米管表面和自潤(rùn)濕溶液相耦合的傳熱性能
作者：司祥華 胡柏松 張少峰 王德武 余偉明
關(guān)鍵詞： 納米管表面 自潤(rùn)濕溶液 池沸騰 強(qiáng)化傳熱
機(jī)構(gòu)： 河北工業(yè)大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院 河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院
摘要： 采用陽(yáng)極氧化法在光滑鈦板表面制備了高度有序的納米管表面,利用掃描電鏡、原子力顯微鏡和全自動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x表征了納米管表面和光滑表面的形貌及表面特性,配制自潤(rùn)濕溶液并進(jìn)行熱物性測(cè)定,將不同的加熱面(光滑表面和納米管表面)與不同工質(zhì)(蒸餾水和自潤(rùn)濕溶液)組合進(jìn)行池沸騰實(shí)驗(yàn),從不同角度對(duì)比了不同組合工況的傳熱效果,從微觀和宏觀兩方面對(duì)納米管表面和自潤(rùn)濕溶液耦合強(qiáng)化傳熱的機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,具有超親水性和較大粗糙度的納米管表面與自潤(rùn)濕性溶液耦合時(shí),最大傳熱系數(shù)和臨界熱流密度較高,分別為11.963 kW/(m2?℃)和623.706 kW/m2,比光滑表面與蒸餾水的常規(guī)組合傳熱分別提高了84.1%和143.8%。納米管表面和自潤(rùn)濕溶液對(duì)系統(tǒng)的最大傳熱系數(shù)和臨界熱流密度強(qiáng)化作用稍有不同,二者協(xié)調(diào)強(qiáng)化沸騰傳熱性能。納米管表面具有更多的有效汽化核心、更大的粗糙度和更好的潤(rùn)濕性,結(jié)合自潤(rùn)濕溶液特殊的表面張力特性形成冷熱液體微循環(huán),促進(jìn)冷熱液體運(yùn)動(dòng),及時(shí)進(jìn)行二次潤(rùn)濕,大幅減小氣泡脫離直徑,提高其脫離頻率,出現(xiàn)微氣泡,增加了對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng),有效增強(qiáng)了傳熱性能,是提高系統(tǒng)最大傳熱系數(shù)和臨界熱流密度的主要原因。
