超亲/疏水性表面池沸腾传热研究

发布时间：2024-06-07 00:58

　　为研究超亲/疏水性表面对沸腾传热的影响,用H₂O2氧化的方式制备了超亲水表面,用氨水加高分子修饰的方式制备了超疏水表面。在常压下以蒸馏水为工质,采用高速摄影仪对其进行了池沸腾传热实验。结果表明,超疏水表面亲气疏水,在沸腾起始点易于产生气泡,且气泡不易脱离,此时壁面过热度ΔTs仅为2.4K,但随热流密度的增大,气泡易于聚合,所产生的大气泡阻碍了传热的进行,传热开始恶化,临界热流密度(CHF)较低;而H₂O2氧化的表面由于刀片状微纳结构的存在,增加了表面的粗糙度,不仅增大了相变传热表面积、增加了核化点数量,而且具有超亲水特性,气泡脱离频率较大,大大强化了沸腾传热,最大换热系数约是光表面的1.7倍,且相应地提高了CHF,可达131.0W/cm2,表现出较好的传热特性。

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【部分图文】：

传热性能研究，为提高沸腾传热系数或CHF提供了一个方向。文献[8-9]则从气泡动力学方面对池沸腾进行研究，发现与超疏水表面相比，亲水性表面上的气泡半径明显较小，气泡脱离频率较高。从上述文献看，人们已对改性表面强化池沸腾传热进行了大量研究，但对光表面、超亲水与超疏水表面系统比较研究....

第12期郑晓欢等：超亲/疏水性表面池沸腾传热研究·3795·图23种表面的扫描电镜图与固液接触角态接触角。图2(a)为打磨过的光表面，表面比较光滑，固液静态接触角为77.3°±1.2°，为亲水性表面；而超亲水和超疏水表面都具有多尺度微纳结构。其中超亲水表面固液静态接触角为5.7°....

，壁面过热度ΔTs定义为壁面温度Tw减去液体的饱和温度Ts。传热系数可通过式(2)计算。qhTTwf(2)式中，Tf为液体温度。2实验结果与讨论分析2.1沸腾传热性能由于沸腾传热与气泡产生的状态及液体补充密切相关，因此润湿性与表面结构对沸腾传热都有着重要的影响。实验中，不仅获取了....

大气泡覆盖在表面，此现象与文献[5,12]相一致，原因在于超疏水表面的亲气疏水特性使气泡易于聚合。当热流密度q=48.0W/cm2时，气泡的聚合更加显著，所形成的大气泡阻碍了液体向加热表面的补充，传热效果较差，此时的换热系数仅为27.5kW/(m2·K)。而超亲水表面在此热流密度....

本文编号：3990546