大容器瞬態(tài)沸騰傳熱表面調(diào)控機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、沸騰傳熱表面微觀(guān)特性的變化被認(rèn)為是影響沸騰傳熱特性的主要原因。本文通過(guò)新興高導(dǎo)熱碳納米材料氧化石墨烯被動(dòng)沉積以及表面改性主動(dòng)控制兩種手段對(duì)表面特性進(jìn)行調(diào)控，并通過(guò)瞬態(tài)淬火法對(duì)沸騰傳熱的機(jī)理展開(kāi)研究。
　　本文首先搭建了大容器淬火沸騰實(shí)驗(yàn)臺(tái)。其單個(gè)樣本在去離子水中的連續(xù)淬火沸騰曲線(xiàn)以及多個(gè)樣本間的沸騰曲線(xiàn)均有很好的重復(fù)性。單個(gè)樣本連續(xù)淬火時(shí)臨界熱流密度(CHF)以及最小熱流密度溫度(LFP)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.7％和0.56％，

2、不同樣本間CHF以及LFP的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.41％和1.38％。
　　隨后本文對(duì)氧化石墨烯納米懸浮液的淬火沸騰特性隨濃度(0.0001wt.％，0.001wt.％，0.005wt.％，0.01wt.％，0.05wt.％，0.1wt.％)變化規(guī)律展開(kāi)了研究。發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯納米懸浮液提高了膜態(tài)沸騰換熱速率，強(qiáng)化換熱效果隨濃度變化的線(xiàn)性擬合公式為y=14.76x+349.36，相關(guān)系數(shù)r=0.9831。0.1wt.％濃度下，氧化石

3、墨烯在沸騰表面的沉積顯著提高了局部粗糙度，促進(jìn)了短暫固液接觸的發(fā)生，從而提高了LFP。CHF隨濃度的增加而提高，其強(qiáng)化原因與浸潤(rùn)性無(wú)關(guān)。
　　最后本文通過(guò)表面主動(dòng)改性手段獲得了超親水(～0°)，親水(～23°)，疏水(～119°)，超疏水(～165°)四種浸潤(rùn)性表面。對(duì)其淬火沸騰特性的研究發(fā)現(xiàn)沸騰過(guò)程的LFP，最小熱流密度(MHF)，CHF以及CHF對(duì)應(yīng)的過(guò)熱度(△Tsat)均隨著表面浸潤(rùn)性的提高得到強(qiáng)化，其中LFP隨接觸角變化的