T形沟槽微结构的沸腾换热性能研究

发布时间：2024-02-18 17:10

　　在所有的换热方式中,沸腾换热的换热效率与传统的风冷、水冷等有着数量级的变化。在相同过热度下,可以从降低沸腾起始温度、增加热流量密度、减小散热面积等方面达到强化散热的作用。因此,从节约能源和保护换热设备的目的出发,对不同表面进行换热性能的研究有着重要的研究意义。首先,本文研究原型为四大散热管之一T形散热管,利用电火花线切割技术在紫铜表面制备了不同参数的T形沟槽表面(单尺度表面)。另外,受到蝴蝶翅膀等生物表面多尺度微结构的启发,再次利用激光打标技术在上述单尺度表面上继续构建微织构,成功制备了多尺度的T形沟槽微结构表面。同时,还制备了激光扫描表面和光滑表面,旨在研究微结构尺寸和微结构形状对换热性能的影响,并进一步探讨可能存在的换热机理。其次,借助扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜、接触角测量仪等设备来进一步表征所制备表面的特性。通过对表面性能进行测试的基础上,发现所制备表面的形貌、润湿性、粘附性、化学成分成等性能都发生改变。同时,利用典型的Wenzel和Cassie模型来解释了表面的润湿状态的原因。另外,在发现表面存在高粘性的前提下,不断增大表面液滴体积,通过表面所能悬挂的最大液滴体积来量化表...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1常见热失

第1章绪论2图1.1常见热失效和散热设备1.2沸腾换热基础1.2.1沸腾换热理论基础液体与高于其饱和温度的壁面接触时，由于表面液体被汽化而产生气泡的现象叫做沸腾。1934年Nukiyama[14]等人通过水在常压下的沸腾试验，绘制出了热流密度随过热度变化的沸腾曲线，拉开了现代沸腾....

图1.2水在大气压力下沸腾曲线

第1章绪论3有局部区域有单独的气泡连续的产生，此时的气泡在加热面上长大、脱离、然后凝结在液体中，这时的成核区域成为孤立沸腾区；当核态沸腾充分发展时，主体温度达到饱和温度，沸腾区域则称为饱和核态沸腾区；达到饱和核态沸腾后气泡会在脱离加热面后继续在液体工质中长大，直到冲出液体表面。此....

图1.3气泡在加热面上的生长过程

炕?Ｓ捎谄?荽τ谄胶庾刺?笔呛懿晃榷ǖ模?逼?莸陌刖渡孕∮?时，表面张力大于压差，气泡内的蒸汽凝结，气泡瓦解。只有半径较大时，界面上的蒸汽不断蒸发，气泡才能不断长大。同时，气泡动力学也解释了汽化核心往往存在于加热壁面上的凹坑、细缝、裂穴等，而不是整个加热面的原因[21-22]：1....

图1.4不同方法制备的微纳表面

谧纯鼋?辛搜芯浚?⑾执蟛糠秩?流密度下，纳米颗粒的添加会强化沸腾传热。Tu等[33]，研究了Al2O3/水纳米流体池沸腾现象，发现Al2O3纳米颗粒的添加可以有效地增加以钛膜表面的汽化核心数目，且汽泡脱离频率增大，气泡成核直径减校李月等人[34]通过在换热管内添加了转子组合强化换....

本文编号：3902240