離心場(chǎng)下混合蒸氣滴狀冷凝特性的研究.pdf

1、滴狀冷凝是一種具有較高換熱性能的氣液相變過程，在航空航天、核電工程、石油化工等各種工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。滴狀冷凝過程中，液滴作為傳熱單元，控制其自身的形態(tài)、大小以及動(dòng)態(tài)特性是強(qiáng)化傳熱過程的核心之一。冷凝液滴的特性受到表面潤濕性、不凝氣含量、表面過冷度以及外加場(chǎng)源等各種因素的影響。對(duì)冷凝表面施加離心場(chǎng)，可以控制液滴的動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)而調(diào)控混合蒸汽冷凝過程和傳熱性能。
　　本文在銅管外制備疏水和超疏水表面，實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝；設(shè)計(jì)搭建了離心

2、冷凝實(shí)驗(yàn)臺(tái)，驅(qū)動(dòng)豎管同軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凝表面施加離心場(chǎng)，系統(tǒng)研究了不凝氣含量和離心場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)混合蒸氣滴狀冷凝過程的影響。
　　實(shí)驗(yàn)研究離心混合蒸氣冷凝過程中，銅管外疏水表面和超疏水表面上液滴的運(yùn)動(dòng)過程：離心系數(shù)（離心加速度和重力加速度比值）較小時(shí)，液滴先向下滑動(dòng)，受離心場(chǎng)作用，下滑軌跡偏移重力方向，最后飛離表面，液滴下滑距離隨離心系數(shù)增加而減少；離心系數(shù)較大時(shí)，液滴直接飛離表面。液滴在飛離表面的瞬間呈紡錘形，頭部飛離表面，尾部收縮，

3、在原位置形成殘留液滴或以伴隨液滴的形式飛離表面；當(dāng)不凝氣含量45%，隨著表面過冷度的減小，超疏水表面上的液滴飛離過程和其他不同，是以類似液滴合并彈跳的方式整體飛離表面。
　　離心系數(shù)小于5時(shí)，不凝氣含量、表面潤濕性和離心場(chǎng)共同影響液滴脫離半徑。在相同條件下，疏水表面液滴脫離半徑小于超疏水表面；離心系數(shù)大于5時(shí)，液滴脫離半徑主要受離心場(chǎng)強(qiáng)度控制，離心系數(shù)越大，脫離半徑越小。對(duì)于冷凝表面更新頻率，單位時(shí)間沖刷面積與離心系數(shù)是一種非線性