大容器瞬態(tài)沸騰傳熱表面調(diào)控機理的實驗研究.pdf

1、沸騰傳熱表面微觀特性的變化被認為是影響沸騰傳熱特性的主要原因。本文通過新興高導熱碳納米材料氧化石墨烯被動沉積以及表面改性主動控制兩種手段對表面特性進行調(diào)控，并通過瞬態(tài)淬火法對沸騰傳熱的機理展開研究。
　　本文首先搭建了大容器淬火沸騰實驗臺。其單個樣本在去離子水中的連續(xù)淬火沸騰曲線以及多個樣本間的沸騰曲線均有很好的重復性。單個樣本連續(xù)淬火時臨界熱流密度(CHF)以及最小熱流密度溫度(LFP)的相對標準偏差分別為0.7％和0.56％，

2、不同樣本間CHF以及LFP的相對標準偏差分別為0.41％和1.38％。
　　隨后本文對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，強化換熱效果隨濃度變化的線性擬合公式為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，其強化原因與浸潤性無關(guān)。
　　最后本文通過表面主動改性手段獲得了超親水(～0°)，親水(～23°)，疏水(～119°)，超疏水(～165°)四種浸潤性表面。對其淬火沸騰特性的研究發(fā)現(xiàn)沸騰過程的LFP，最小熱流密度(MHF)，CHF以及CHF對應的過熱度(△Tsat)均隨著表面浸潤性的提高得到強化，其中LFP隨接觸角變化的