基于表面改性方法对自然循环流动沸腾均温性调控研究

发布时间：2023-04-23 05:57

　　随着新能源技术(如槽式太阳能集热技术等)以及余热深度利用系统的广泛应用,低热流、低流量换热现象越来越受到关注。而且,随着流动沸腾换热现象的应用场合的不断扩展,换热管道水平布置在越来越多场合中应用。在低热流密度太阳能集热系统中,集热管水平布置时,存在气液分层现象,周向方向上,由于气液分层的存在,蒸发段顶部区域与底部区域出现较大温差,周向均温性较差,同时带来恶化传热的效果;在轴向方向上,由于流型转换的原因,轴向出现较大温差,轴向均温性较差,蒸发段周向、轴向均温性均有比较大的改善空间。本文基于水平布置蒸发段自然循环流动沸腾实验系统,通过化学表面刻蚀方法制备不同浸润性表面,通过不同浸润性组合实现蒸发段周向及轴向均温性调控与改善。蒸发段周向均温性调控采用蒸发段半管超亲水、半管亲水表面修饰;蒸发段轴向均温性调控采用蒸发段局部超亲水、蒸发段复合表面(三种)修饰。基于蒸发段周向均温性调控目标,采用半管修饰后,蒸发段周向均温性改善明显,1000W功率条件下,最佳调控工况蒸发段周向最大温差由10.4℃下降至4.29℃,周向平均温差由5.4℃下降至3.19℃;在不同功率条件下,蒸发段半管修饰对于蒸发段周向均...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 流动沸腾传热特性研究现状
        1.2.2 气液分层流动沸腾研究现状
        1.2.3 微结构表面改性技术调控流动沸腾研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 实验系统
    2.1 水平布置蒸发段自然循环流动沸腾实验系统
        2.1.1 实验系统组成
        2.1.2 实验系统运行方法
        2.1.3 测量系统及可视化系统
        2.1.4 实验数据处理及误差分析
    2.2 不同浸润性表面制备与表征
        2.2.1 不同浸润性表面制备
            2.2.1.1 铜超亲水及亲水表面制备方法
            2.2.1.2 疏水表面制备方法
        2.2.2 不同浸润性表面的表征
            2.2.2.1 接触角表征
            2.2.2.2 SEM表征
            2.2.2.3 AFM表征
    2.3 本章小结
3 蒸发段均温性(周向)调控与改善
    3.1 蒸发段均温性(周向)调控表面修饰方法
    3.2 蒸发段半管修饰表面周向均温性调控效果(1000W)
    3.3 不同功率蒸发段周向均温性调控
    3.4 周向均温性调控对于蒸发段传热系数的影响
    3.5 本章小结
4 蒸发段均温性(轴向)调控与改善
    4.1 蒸发段局部超亲水表面对于蒸发段轴向均温性调控研究
        4.1.1 蒸发段局部超亲水修饰方法
        4.1.2 蒸发段局部超亲水轴向均温性调控效果(1000W)
        4.1.3 不同功率蒸发段局部超亲水轴向均温性调控效果
        4.1.4 局部超亲水修饰对于蒸发段传热特性的改善
    4.2 蒸发段复合表面修饰对于蒸发段轴向均温性调控研究
        4.2.1 蒸发段复合表面修饰调控方法
        4.2.2 蒸发段复合表面修饰调控效果(1000W)
        4.2.3 不同功率蒸发段复合表面均温性调控效果
        4.2.4 蒸发段复合表面调控对蒸发段传热系数的影响
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
攻读硕士学位期间获奖情况



本文编号：3799231