作者:胡晨昱; 赖展程; 胡海涛; 韩维哲 期刊:《制冷学报》 2019年第06期
实验研究了制冷剂在不同结构泡沫金属表面的池沸腾换热特性。测试样件为泡沫铜,样件结构涵盖不同的孔密度(5~40 PPI)、孔隙率(0.90、0.95)与厚度(4~8 mm)。实验结果表明,孔密度为40 PPI泡沫金属比5 PPI泡沫金属最大表面传热系数提升了26.4%;随着厚度增大,泡沫金属池沸腾换热先增强后减弱;孔隙率为0.90泡沫金属比0.95泡沫金属最大表面传热系数高13.2%。根据实验结果,开发了制冷剂在不同结构泡沫金属表面池沸腾传热关联式,关联式与95...
作者:尹德蓉; 张楠 期刊:《山东化工》 2018年第11期
综述了近年来多孔泡沫金属强化池沸腾换热的实验研究,从多孔泡沫金属的材料、厚度、孔密度、孔隙率及泡沫金属复合槽道对强化传热性能的影响进行总结,并对多孔泡沫金属强化沸腾换热的研究方向进行展望。
作者:杨春峰; 章伯奇 期刊:《连环画报》 2013年第11期
作者:牟帅; 胡冠西; 徐治国; 赵长颖 期刊:《中国科技论文》 2018年第18期
利用化学沉积法,将紫铜方柱阵列和梯度方柱阵列下表面镀银,改变其润湿特性,然后通过实验研究了表面形貌、表面润湿性和表面活性剂对池沸腾传热性能的影响。实验结果表明,紫铜方柱阵列镀银之后换热性能变差,主要原因是产生的气泡体积减小、脱离周期变长。而梯度方柱阵列,由于气泡容易合并从而在表面局部形成气膜,阻碍了周围水分的补充,进一步削弱了换热。加入异丙醇或者正庚醇之后,液体表面张力变小。在低热流密度时,汽化核心数量减...
作者:吴克; 赵建福; 李会雄; 张磊; 张建泉; 李响 期刊:《工程热物理学报》 2017年第11期
SOBER-SJl0是实践十号科学实验卫星19项科学实验载荷之一,通过局部过热在固定位置预定时刻激发产生气泡,并细致观测空间微重力条件下池沸腾现象中生长气泡热动力学过程与传热特征,来揭示沸腾气泡底部细观流动以及传热特性。利用已完成的7次地面实验、1次在轨阶段空间实验以及3次留轨阶段补充实验相关数据,分析了不同过冷度下地面实验沸腾曲线,并通过对天地实验中的沸腾气泡行为及气泡底部加热面温度等结果的对比分析,探讨了...
作者:李通; 吴晓敏; 马强 期刊:《工程热物理学报》 2019年第07期
本文研究了常温常压下压缩和开通道对泡沫金属池沸腾传热特性的影响,工质为制冷剂R141b,泡沫金属材质为铜,孔隙率为98%,孔密度为110 PPI。研究结果表明,压缩泡沫金属的传热强化程度随着压缩倍数增大先增加后减小,压缩倍数为4时,压缩泡沫金属的强化传热效果最佳。相比未开通道的泡沫金属,开通道泡沫金属缓解了气泡逸出阻力,强化了沸腾传热。在本文条件下,压缩和开通道两种方式相结合,可获得最优的沸腾传热性能。
作者:龚帅; 张朝阳; 郑平 期刊:《工程热物理学报》 2019年第01期
采用伪势格子Boltzmann方法汽液相变模型对饱和池沸腾传热进行了直接数值模拟。模拟得到了从自然对流区直至稳定膜态沸腾区的饱和池沸腾曲线,并研究了池沸腾过程中加热器内的热响应。模拟得到的临界热流密度(CHF)和理论模型吻合良好,且膜态沸腾区的努塞尔数与经典解完美吻合,从而对这一伪势格子Boltzmann方法汽液相变模型进行了定量验证。模拟结果还表明加热面附近的温度分布很不均匀,且存在二维导热现象,尤其在临界热流密度点以及...
作者:孔新; 魏进家; 张永海 期刊:《工程热物理学报》 2018年第06期
本实验提出了复合方柱微结构的亲疏水强化换热表面,并对其在FC-72工质中的池沸腾换热进行研究。实验采用光滑芯片和方柱微结构高效换热PF30-60芯片作为对比组,通过使用装有显微镜头的高速摄像机对微细化沸腾现象进行捕捉。实验及分析结果表明:亲疏水表面芯片可有效提高沸腾的临界热流密度,降低沸腾起始点对应的壁面过热度,同时在相同热流密度下其壁面温度较PF30-60降低6~9 K;由于微结构区域提供数目可观的汽化核心,不断生长滑移...
作者:毕勤成; 赵天寿; 郭亚军; 陈听宽 期刊:《工程热物理学报》 2004年第S1期
本文对浸在FC-72液池中的竖直壁面及两个微小三角形通道进行了沸腾实验研究,考虑了管道尺寸对沸腾传热特性的影响。两个微小三角形通道的边长分别为1.5和2.5 mm,水力直径分别为0.87和1.44 mm,长度50 mm,采用铜块上开V型沟槽,再覆盖上透明的玻璃片构成。热流密度由贴在铜块背后的膜状加热器提供。实验得到了沸腾曲线和传热系数,并用DV摄影机拍摄到了沸腾状况。实验结果显示,管道尺寸对沸腾传热特性有显著的影响,CHF值随通道尺寸的减...
作者:李志坚; 孙兆虎; 公茂琼; 吴剑峰 期刊:《真空与低温》 2005年第02期
对3种二元混合物和1种三元混合物进行了池内核态沸腾传热的实验研究,从系统压力、热流密度以及混合物组成3个方面进行了分析,指出了在三元混合物中高沸点工质对传热系数曲线变化的趋势具有重要影响.将实验结果同现有经验关联式的计算结果相比较,指出了现有关联式在计算不同混合物时出现的问题.
作者:毛兰; 周文斌; 胡学功; 何雨; 张桂英; 单龙 期刊:《化工进展》 2019年第09期
利用氧化石墨烯(GO)纳米片沸腾自组装法(self-assembly)制备出GO纳米表面,以蒸馏水为液体工质,对常压下GO纳米表面和光滑铜平面的饱和池沸腾换热特性进行了对比实验研究,并用高速摄像机拍摄了汽泡的动态行为。结果表明,GO纳米表面降低了换热壁面的过热度,其临界热流密度(CHF)和换热系数(HTC)分别达到了208W/cm^2和7.25W/(cm^2·K),较光滑铜平面分别提高了66.4%和86.9%。分析认为,是铜基底表面沉积的润湿性优异的高导热二维GO层状结...
作者:胡晨昱; 赖展程; 胡海涛; 丁国良; 韩维哲 期刊:《制冷技术》 2018年第06期
本文实验研究了疏水改性对泡沫金属表面池沸腾换热特性的影响。测试样件为泡沫铜,孔密度为5 PPI 和10 PPI,疏水表面样件通过对泡沫铜进行硫醇分子自组装结合的方法制备。实验结果表明,对于孔密度为5PPI 的泡沫金属,疏水表面改性使沸腾起始点过热度由4.26 ℃降低至2.95 ℃,换热系数增大了5%~20%,换热性能明显增强。对于孔密度为10 PPI 的泡沫金属,随着热流密度增大,疏水改性增强换热。
作者:刘文毅; 李妩; 陶文铨 期刊:《制冷学报》 2005年第04期
对替代工质R123在光管、机加工多孔表面强化管水平单管外池沸腾换热进行了实验研究.在沸腾温度分别为5℃、8℃和10℃时,光管外沸腾换热系数的实验数值较Cooper公式的预测值最大偏低10%;同时得到了强化管外沸腾换热系数随热流密度、沸腾压力的变化规律以及强化管的强化效果,强化管的强化倍率在4.56~4.18之间.对R11也进行了同样实验,并把二者沸腾换热特性进行比较,强化管外R123比R11沸腾换热系数要低8%左右.
作者:于婷; 王雅; 齐宝金; 魏进家 期刊:《西安交通大学学报》 2019年第05期
针对芯片散热表面热流具有典型的中心高四周低的非均匀分布特征,设计制备了具有三阶Sierpinski地毯曲线分形特点的亲疏水交错润湿铜表面,并通过实验观测了气泡在典型的亲/疏水分形表面的动力学特性。结果表明,气泡会首先在预设的高阶疏水点处成核、生长,并呈现典型的分形特征,实现了初始气泡成核位置的可控分布;之后,相互邻近的疏水点上的气泡开始克服能垒而发生合并,同时伴随着高阶疏水区域的气泡向中央低阶区域的定向移动、合并...
作者:肖平; 侯峰; 刘京雷 期刊:《化学工程》 2018年第08期
采用氧-乙炔火焰喷涂金属粉末工艺在不锈钢基板表面制备不锈钢基多孔层,用于强化高功率电子器件沸腾水冷。研究了喷涂火焰功率对多孔层结构的影响,制备的多孔层孔隙率最高可达48.7%。建立了池沸腾实验系统,对比测试了光滑表面和多孔层修饰表面(多孔表面)在去离子水中的饱和池沸腾传热性能;并采用高速摄像机对沸腾现象进行可视化研究。结果表明:多孔表面起始沸腾过热度较光滑表面可降低1.4—2.7 K;多孔表面可显著强化沸腾传热,且...
作者:黄瑞连; 赵长颖; 徐治国 期刊:《化工学报》 2018年第07期
利用实验手段对梯度金属泡沫池沸腾过程中气泡脱离行为特性进行了探究.实验工质为去离子水、浓度分别为400mg·L^-1和800mg·L^-1的正庚醇溶液.梯度金属泡沫材质为铜和镍,铜泡沫层和镍泡沫层厚度均为4mm,孔密度分别为40PPI和10PPI.实验结果表明:添加正庚醇会使池沸腾气泡脱离直径变小,数目减少,但其浓度变化影响不明显;在热通量6.6×10^4W·m^-2沸腾时,观察到气泡脱离金属泡沫骨架阻碍两种常见运动形式:气泡破裂和整体滑移;当热通量...
作者:牟帅; 赵长颖; 徐治国 期刊:《化工学报》 2019年第04期
以局部表面改性的紫铜直方柱和梯度方柱阵列为研究对象,实验研究了表面润湿性、表面形貌和表面活性剂对池沸腾换热性能和气泡生长特性的影响。实验工质为去离子水,浓度分别为100、200、400、800mg·L^-1的异丙醇溶液和正庚醇溶液。实验结果表明:方柱阵列表面镀银之后润湿性变差,表面产生的气泡数量减少。向去离子水中添加异丙醇或正庚醇后,在热通量为66.1~202kW·m^-2时,气泡脱离直径变小、数目减少,而当热通量增至413kW·m^-2时,活性...
作者:刁彦华; 赵耀华; 王秋良 期刊:《化工学报》 2005年第02期
利用ITO透明加热膜和高速摄影仪,对制冷工质R-113在压力为0.1 MPa的池沸腾的气泡行为进行了可视化研究.利用高速摄影仪观察得到了不同热通量下气泡的生长、脱离以及相邻气泡之间的合并情况.实验结果表明,随着热通量的升高,气泡的脱离时间减小,而加热壁面的汽化核心密度增大.文中给出了气泡的脱离时间、脱离直径以及汽化核心密度随热通量的变化曲线.在实验过程中,并没有观察到气泡底部的微液层在蒸干过程中有液体补充.最后,利用动态...
作者:陈宏霞; 黄林滨; 宫逸飞 期刊:《化工进展》 2017年第08期
沸腾传热是一种高效换热方式,在多种领域具有广泛应用前景。其中多孔金属表面由于其比表面积大、导热性能好以及汽化核心密度高等突出优点,受到广泛关注;而多孔表面、耦合表面、亲疏水改性能极大地提高临界热流密度,调控沸腾传热,变无序为可控,正迅速成为强化沸腾相变传热领域的新热点。本文追踪了多孔表面和表面改性强化沸腾传热的最新进展,重点介绍多孔尺度、形状、核化点布局及整体/局部亲疏水性强化沸腾性能及机理;简...
作者:郝炜; 王涛; 姜玉雁; 郭聪; 郭朝红; 唐大伟 期刊:《工程热物理学报》 2017年第05期
微纳米结构表面是目前池沸腾强化换热的研究热点。但常规材料制备的换热表面在加工成型后无法改变几何结构,不能很好地适应发热器件的热负荷变化,而由形状记忆合金制成的可变形表面能够随着热流密度的变化改变几何形状,实现发热体表面温度的自适应热控制。基于上述思想,本文制备了四种疏水表面结构,研究对比了绝对压力为28 kPa下水在可变形表面与固定式表面之间的沸腾换热特性,并将实验结果与目前常用的实验关联式进行了对比,发现...