凝胶涂覆法制备PVDF中空纤维换热管及其强化传热性能的研究
发布时间：2021-06-19 22:15
换热器作为一种热交换设备在工业生产中起着重要的作用。传统的换热器大多采用导热系数较高的金属作为制备换热器的材质,但其存在着易腐蚀,易结垢,化学性质不稳定等缺点,而塑料换热器可以克服这些缺点,目前,已在食品、化工、石油、医疗等行业具有了广泛的应用。但塑料换热管的导热系数较低,这阻碍了塑料换热管的发展和应用,故如何提高塑料换热管的导热性能成为了近些年来换热领域的研究热点之一。针对塑料换热管导热系数较低这一问题,本文采用了凝胶涂覆法,以聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜为基膜,通过探究聚二甲基硅氧烷（PDMS）浓度、PDMS分子量、ZnO的添加量等影响因素,制备出了皮层致密、内部多孔的PVDF复合塑料换热管,亲水化处理后,水会填充到换热管的孔隙中,提高塑料换热管的导热性能。同时对换热管的基本性能,如孔隙率、导热系数、气密性、水通量、表面结构等进行了表征,测试了水-水蒸气传热系数。结果表明,采用凝胶涂覆法制备的多孔换热管,亲水化处理后,其导热系数是熔融法制备的实壁换热管的2.2倍。为了进一步提高塑料换热管的传热性能,本文采用溶胶-凝胶法对换热管的表面进行了粗糙化处理,获得了超疏水表面,强化了蒸气的滴...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一夹套式换热器结构示意图[23]
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１．３．３超疏水表面的制备方法??固体表面的自由能和粗糙度是影响其疏水性能的主要因素。若只改变固体表??面的材质而降低表面的自由能，得到的表面最大接触角为１１９°［５９］，若对低自由??能的表面进行进一步的粗糙化处理，则固体表面的疏水性会得到很大程度地提高。??为了得到超疏水表面，研究者通常采用以下两种方法：一是在低自由能表面构建??粗糙结构；二是在粗糙表面使用低表面能物质进行修饰［６２］。随着科学研宄的发??展，研宄者开发出了越来越多的技术来制造超疏水表面，如刻蚀法、溶胶－凝胶??法、层层组装法、气相沉积法等［６５］。??（１）刻蚀法??刻蚀法分为激光刻蚀法、化学刻蚀法、等离子刻蚀法等，主要是通过光电子、??化学物质、高能气体等在固体表面进行刻蚀，使基体产生了具有粗糙结构表面。??其中化学刻蚀法主要是通过刻蚀剂对固体基体表面进行刻蚀，使其发生相应的物??理化学变化［６６＿６８］。通常情况下，根据不同的基体对刻蚀剂的耐腐蚀性不同选择一??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金超疏水表面制备方法综述[J]. 王莹露,刘耀阳,张久凌,谭勇. 辽宁化工. 2018(11)
[2]折流板结构对换热器壳程流动和传热性能的影响[J]. 卜英南,陈祥彬,张莹莹,高磊. 辽宁石油化工大学学报. 2018(05)
[3]润湿性表面强化冷凝传热的研究进展[J]. 孔庆盼,纪献兵,周儒鸿,徐进良. 化学通报. 2018(09)
[4]基于层层自组装法的超疏水木材的制备[J]. 赵昕悦,姜冬梅,胡迎珠,刘晓朦,王成毓. 广东化工. 2018(12)
[5]换热器的现状分析及分类应用[J]. 吕明璐,杨鑫,张瑶,庄严. 当代化工. 2018(03)
[6]PVDF中空纤维换热管亲/疏水组合表面强化蒸汽冷凝传热[J]. 贾巍,高启君,吕晓龙,陈华艳,王暄,董畅. 化工学报. 2018(07)
[7]PVDF全塑蒸发器的制备及其性能研究[J]. 李丹丹,陈华艳,高启君,贾悦,王暄,武春瑞,吕晓龙. 膜科学与技术. 2018(01)
[8]溶胶凝胶法铝基超疏水表面的制备及其防覆冰性能[J]. 占彦龙,李文,李宏,阮敏,胡良云,马福民,于占龙,冯伟. 材料保护. 2016(S1)
[9]基于毛细润湿机理的PVDF中空纤维换热毛细管制备及其性能研究[J]. 于杰,陈华艳,高启君,王攀,贾悦,王暄,武春瑞,吕晓龙. 功能材料. 2016(10)
[10]AlN/ZnO@MgO/HPA/PA66复合材料的性能研究[J]. 刘红梅,刘林,陈旭东. 合成材料老化与应用. 2016(05)
博士论文
[1]基于特殊介质的高效换热器流动传热特性研究[D]. 席文宣.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]套管式气隙膜蒸馏组件设计与实验研究[D]. 刘治宇.天津工业大学 2018
[3]超疏水表面混合蒸气滴状冷凝液滴行为与传热[D]. 王四芳.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]导热油式换热器在天然气发动机烟气余热回收的应用研究[D]. 刘修泰.西安石油大学 2018
[2]扭转流换热器壳程流体流动和传热特性研究与优化[D]. 罗元坤.郑州大学 2018
[3]换热器中铜管的点蚀机理及影响因素研究[D]. 谢金鹏.兰州交通大学 2018
[4]羟基诱导结晶相转化制备膜蒸馏用超疏水PVDF膜[D]. 唐文勇.天津工业大学 2018
[5]PVDF全塑蒸发器的制备及其性能研究[D]. 李丹丹.天津工业大学 2018
[6]不锈钢超疏水表面制备及其防冰性能研究[D]. 刘涛.南昌航空大学 2017
[7]溶胶—凝胶法制备多功能超疏水涂层[D]. 王刚.东南大学 2017
[8]超疏水表面的制备及其防覆冰性能的研究[D]. 胡良云.湖北师范大学 2017
[9]超疏水表面上的冷凝与传热特性研究[D]. 欧阳袁渊.华北电力大学(北京) 2017
[10]超疏水改性聚偏氟乙烯中空纤维膜方法研究[D]. 闫荟荃.天津工业大学 2017
本文编号：3238641
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一夹套式换热器结构示意图[23]
??图１－１板式换热器结构示意图［２２１??－?￣ｈＳ＾??Ｍｒ??ｍ??＞Ｋ??冷凝液??图１－２夹套式换热器结构示意图１２３１??？Ｊ?大的进出口以处理?＊??／?＜可加过触）??壳＿＊？，ｚ??图１－３浮头式换热器结构示意图［２２］??３??
１．３．３超疏水表面的制备方法??固体表面的自由能和粗糙度是影响其疏水性能的主要因素。若只改变固体表??面的材质而降低表面的自由能，得到的表面最大接触角为１１９°［５９］，若对低自由??能的表面进行进一步的粗糙化处理，则固体表面的疏水性会得到很大程度地提高。??为了得到超疏水表面，研究者通常采用以下两种方法：一是在低自由能表面构建??粗糙结构；二是在粗糙表面使用低表面能物质进行修饰［６２］。随着科学研宄的发??展，研宄者开发出了越来越多的技术来制造超疏水表面，如刻蚀法、溶胶－凝胶??法、层层组装法、气相沉积法等［６５］。??（１）刻蚀法??刻蚀法分为激光刻蚀法、化学刻蚀法、等离子刻蚀法等，主要是通过光电子、??化学物质、高能气体等在固体表面进行刻蚀，使基体产生了具有粗糙结构表面。??其中化学刻蚀法主要是通过刻蚀剂对固体基体表面进行刻蚀，使其发生相应的物??理化学变化［６６＿６８］。通常情况下，根据不同的基体对刻蚀剂的耐腐蚀性不同选择一??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金超疏水表面制备方法综述[J]. 王莹露,刘耀阳,张久凌,谭勇. 辽宁化工. 2018(11)
[2]折流板结构对换热器壳程流动和传热性能的影响[J]. 卜英南,陈祥彬,张莹莹,高磊. 辽宁石油化工大学学报. 2018(05)
[3]润湿性表面强化冷凝传热的研究进展[J]. 孔庆盼,纪献兵,周儒鸿,徐进良. 化学通报. 2018(09)
[4]基于层层自组装法的超疏水木材的制备[J]. 赵昕悦,姜冬梅,胡迎珠,刘晓朦,王成毓. 广东化工. 2018(12)
[5]换热器的现状分析及分类应用[J]. 吕明璐,杨鑫,张瑶,庄严. 当代化工. 2018(03)
[6]PVDF中空纤维换热管亲/疏水组合表面强化蒸汽冷凝传热[J]. 贾巍,高启君,吕晓龙,陈华艳,王暄,董畅. 化工学报. 2018(07)
[7]PVDF全塑蒸发器的制备及其性能研究[J]. 李丹丹,陈华艳,高启君,贾悦,王暄,武春瑞,吕晓龙. 膜科学与技术. 2018(01)
[8]溶胶凝胶法铝基超疏水表面的制备及其防覆冰性能[J]. 占彦龙,李文,李宏,阮敏,胡良云,马福民,于占龙,冯伟. 材料保护. 2016(S1)
[9]基于毛细润湿机理的PVDF中空纤维换热毛细管制备及其性能研究[J]. 于杰,陈华艳,高启君,王攀,贾悦,王暄,武春瑞,吕晓龙. 功能材料. 2016(10)
[10]AlN/ZnO@MgO/HPA/PA66复合材料的性能研究[J]. 刘红梅,刘林,陈旭东. 合成材料老化与应用. 2016(05)
博士论文
[1]基于特殊介质的高效换热器流动传热特性研究[D]. 席文宣.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]套管式气隙膜蒸馏组件设计与实验研究[D]. 刘治宇.天津工业大学 2018
[3]超疏水表面混合蒸气滴状冷凝液滴行为与传热[D]. 王四芳.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]导热油式换热器在天然气发动机烟气余热回收的应用研究[D]. 刘修泰.西安石油大学 2018
[2]扭转流换热器壳程流体流动和传热特性研究与优化[D]. 罗元坤.郑州大学 2018
[3]换热器中铜管的点蚀机理及影响因素研究[D]. 谢金鹏.兰州交通大学 2018
[4]羟基诱导结晶相转化制备膜蒸馏用超疏水PVDF膜[D]. 唐文勇.天津工业大学 2018
[5]PVDF全塑蒸发器的制备及其性能研究[D]. 李丹丹.天津工业大学 2018
[6]不锈钢超疏水表面制备及其防冰性能研究[D]. 刘涛.南昌航空大学 2017
[7]溶胶—凝胶法制备多功能超疏水涂层[D]. 王刚.东南大学 2017
[8]超疏水表面的制备及其防覆冰性能的研究[D]. 胡良云.湖北师范大学 2017
[9]超疏水表面上的冷凝与传热特性研究[D]. 欧阳袁渊.华北电力大学(北京) 2017
[10]超疏水改性聚偏氟乙烯中空纤维膜方法研究[D]. 闫荟荃.天津工业大学 2017
本文编号：3238641
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