納米顆粒懸浮液池內(nèi)泡狀沸騰換熱的研究.pdf

1、在普通流體中加入納米顆粒后組成的懸浮液可以使液體的導(dǎo)熱性和對流傳熱能力有顯著提高。但是對于納米顆粒懸浮液能否強(qiáng)化池內(nèi)泡狀沸騰傳熱尚未得到一致的結(jié)論。 本文首先分別在水平管及水平銅表面加熱器池內(nèi)沸騰裝置上進(jìn)行納米顆粒懸浮液的沸騰實(shí)驗,并將實(shí)驗結(jié)果與純水的沸騰進(jìn)行比較。加熱管沸騰實(shí)驗中,少量納米顆粒的加入就可以對沸騰傳熱起到強(qiáng)化作用。而對于三種不同濃度的鐵和氧化鋁納米顆粒懸浮液,水平加熱面上的沸騰實(shí)驗結(jié)果是：沸騰表面過熱度不隨顆粒濃

2、度的增加而單調(diào)地減小或增加。 其次,根據(jù)實(shí)驗結(jié)果,對納米顆粒對沸騰傳熱的影響進(jìn)行了理論分析,分析表明：納米顆粒的加入對池內(nèi)沸騰傳熱的影響存在著多種因素?？梢詺w結(jié)為熱物性效應(yīng)和表面效應(yīng)。懸浮液有效導(dǎo)熱系數(shù)的提高,強(qiáng)化了液體內(nèi)部的熱量傳遞；同時顆粒的加入也減小了基液的表面張力,使沸騰成核的臨界過熱度減小,從而使池內(nèi)沸騰傳熱強(qiáng)化；另一方面,由于顆粒間存在的作用力,增加了懸浮液的表觀粘度,加大了容積對流阻力。另外,對于不同粒徑和濃度的納

3、米顆粒懸浮液,由于顆粒間作用能的不同,呈現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性差的工質(zhì)在沸騰初期,顆粒未流化時就已經(jīng)沉積于加熱表面,影響了加熱表面的活化核心數(shù)。另外,對于重度大的顆粒懸浮液,一旦沸騰劇烈,顆粒流化,對加熱面產(chǎn)生的對流沖刷可以破壞先前生成的表面沉積,甚至產(chǎn)生新的活化核心。根據(jù)面積復(fù)合模型和前人關(guān)于表面活化凹坑的實(shí)驗結(jié)果,對納米顆粒沉積影響加熱表面活化核心數(shù)的程度,進(jìn)行了定量的數(shù)值模擬。模擬結(jié)果和實(shí)驗中觀察到的不同納米顆粒對沸騰傳熱的影響