表面亲疏水改性处理对振荡流热管传热性能的影响

发布时间：2022-02-24 02:30

　　振荡流热管的传热方式主要是工质的相变潜热传热和振荡流动的显热传热,是未来高热流密度器件散热的有效途径。本文将亲疏水性表面引入振荡流热管的研究中,制作了内表面为亲水和疏水的振荡流热管,并成功搭建了振荡流热管可视化实验平台。通过可视化实验观察具有不同内表面亲疏水特性的振荡流热管管内工质的流型变化和运动特征,并通过传热实验测量热管加热段和冷却段的温度振荡以及平均温差的变化,分析亲疏水改性处理对振荡流热管传热性能以及“烧干”现象的影响。通过实验可以发现:亲水振荡流热管中,核化点较多,核态沸腾强度高,亲水振荡流热管有很好的热敏感性,具有更好的启动性能;疏水振荡流热管加热段会产生局部干点,造成传热恶化,在冷却段蒸汽与壁面的接触面积增大,冷凝热阻小,冷凝效果更好;在低加热功率情况下,亲水和疏水振荡流热管传热性能均低于普通振荡流热管,而在高加热功率情况下,亲水振荡流热管传热性能高于普通振荡流热管,疏水振荡流热管提前发生传热恶化。对于本课题重点分析的“烧干”现象,结合“烧干”工况下管内工质的图像和传热实验数据可以发现,疏水振荡流热管中极易发生“烧干”现象,而亲水表面改性处理有效延缓了“烧干”现象的发生,... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 振荡流热管简介
    1.3 振荡流热管的国内外研究现状
        1.3.1 理论研究
        1.3.2 实验研究
    1.4 表面润湿性的研究现状
        1.4.1 润湿性简介
        1.4.2 表面润湿性的相关研究
    1.5 本课题研究内容及意义
第2章 可视化实验设备及实验步骤
    2.1 石英玻璃振荡流热管
        2.1.1 管件材料的确定
        2.1.2 工质的确定
        2.1.3 管径的确定
        2.1.4 弯头数的确定
        2.1.5 充液率的确定
        2.1.6 振荡流热管实物图及具体尺寸
    2.2 抽真空充液系统
    2.3 加热及冷却系统
    2.4 温度数据采集系统
    2.5 可视化成像系统
    2.6 振荡流热管内表面改性处理设备
    2.7 实验步骤
        2.7.1 石英玻璃振荡流热管内表面改性处理
        2.7.2 表面亲疏水特性检测
        2.7.3 表面形貌检测
        2.7.4 传热实验
        2.7.5 可视化实验
    2.8 本章小结
第3章 不同内表面亲疏水特性振荡流热管的流型共性
    3.1 振荡流热管管内流型介绍
    3.2 亲水振荡流热管管内流型以及运动特征分析
    3.3 本章小结
第4章 亲水与疏水振荡流热管管内工质运动的差异
    4.1 表面润湿性差异
    4.2 加热段核态沸腾的差异
    4.3 汽液柱塞的差异
    4.4 冷凝模式的差异
    4.5 冷凝液回流的差异以及延缓“烧干”的机理
    4.6 本章小结
第5章 振荡流热管的传热特性
    5.1 不同亲疏水性表面振荡流热管的启动以及稳定运行特性
        5.1.1 低加热功率下的温度振荡
        5.1.2 高加热功率下的温度振荡
    5.2 不同亲疏水性表面振荡流热管“烧干”工况比较
    5.3 不同亲疏水性表面振荡流热管加热段和冷却段之间温差的变化
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]表面浸润程度对脉动热管传热性能的影响[J]. 纪玉龙,庾春荣,张庆振,孙达.  化工学报. 2017(S1)
[2]自湿润流体内螺纹重力热管传热特性[J]. 辛公明,张鲁生,王鑫煜,刘昕,程林.  工程热物理学报. 2013(12)
[3]工质为戊醇-水溶液的振荡流热管可视化实验[J]. 冼海珍,王川川,杨勇平,杜小泽,刘登瀛.  工程热物理学报. 2013(07)
[4]自湿润流体热管的热输送性能[J]. 汪双凤,胡艳鑫,李选友.  化工学报. 2012(12)
[5]微型硅基振荡热管传热特性[J]. 屈健,吴慧英.  化工学报. 2011(11)
[6]亲/疏水纳米结构表面微通道内流体的流动行为[J]. 孟涛,李伟,黄宇石,王枢,童志平,郭婷.  材料导报. 2011(16)
[7]硅基微型振荡热管的流动可视化实验研究[J]. 屈健,吴慧英,郑平.  中国科学:技术科学. 2010(05)
[8]纳米流体脉动热管的流动与传热性能研究[J]. 曲伟,袁达忠,李玉华.  工程热物理学报. 2009(10)
[9]闭式循环振荡热管内气液两相流数值模拟[J]. 刘向东,郝英立.  东南大学学报(自然科学版). 2009(05)
[10]纳米流体脉动热管的性能实验[J]. 冯剑超,曲伟.  中国科学院研究生院学报. 2009(01)

硕士论文
[1]脉冲外场作用下振荡流热管传热及振荡运动特性研究[D]. 徐文进.华北电力大学 2015



本文编号：3641792