基于自润湿溶液的纳米表面传热性能

论文摘要

采用阳极氧化法在钛板表面制备出TiO2纳米管阵列,并以其为加热表面。以含不同浓度丁醇的自润湿溶液为实验工质,考察了自润湿溶液浓度变化对系统临界热流密度和传热系数的影响,并从气泡行为的不同分析了两者耦合强化传热的机理。结果表明:相比于光滑表面和蒸馏水的常规组合,TiO2纳米管表面和自润湿溶液耦合传热使得系统的临界热流密度大幅度提高,随自润湿溶液浓度的升高,传热系数依次降低。具有超亲水性和较大粗糙度的纳米管表面与1%（质量分数,下同）自润湿性溶液相耦合时,其最大传热系数和临界热流密度分别为11.963 kW·m-2·℃-1与623.706 kW·m-2,比常规组合传热分别提高了84.1%和143.8%。由气泡可视化可知,耦合传热在沸腾过程中产生的气泡细小,脱离速度快,不易团聚,合并后的气泡易破碎,易形成微气泡,从而使系统进入剧烈的微气泡沸腾状态。气泡的高脱离频率和特殊有效的液体补充路径,是提高系统传热系数和临界热流密度的主要原因。

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 纳米管表面的制备及其表征
•   1.2 自润湿溶液的制备
•   1.3 实验系统及实验方案
• 2 实验结果与讨论
•   2.1 TiO2纳米表面表征结果与分析
•   2.2 自润湿溶液表面张力的测定
•   2.3 自润湿溶液对传热性能的影响
•   2.4 气泡行为观察与分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 胡柏松,司祥华,王德武,张少峰,罗明远

关键词: 纳米管表面,自润湿溶液,池沸腾,强化传热,气泡

来源: 化学工业与工程 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,材料科学,动力工程

单位: 河北工业大学化工学院

分类号: TK124;TB383.1;TQ134.11

DOI: 10.13353/j.issn.1004.9533.20181030

页码: 49-54

总页数: 6

文件大小: 416K

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