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国内外强化沸腾传热研究现状

时间:2022-06-14 23:09来源:毕业论文
沸腾其实也是一种汽化的过程,只不过它是在液体内部进行,以产生汽泡的形式表现出来的。又可以依据产生动力的不同划分为大容器沸腾及池沸腾和管内沸腾,前者是由于温差和气体
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沸腾其实也是一种汽化的过程,只不过它是在液体内部进行,以产生汽泡的形式表现出来的。又可以依据产生动力的不同划分为大容器沸腾及池沸腾和管内沸腾,前者是由于温差和气体的扰动引起的,后者则需要外界压差的作用来维持的。当前,全世界的研究中为了增大换热系数,强化换热效果。主要有两个方面的手段:其一,改变发生沸腾表面的内部结构。其二,尽量加大汽化核心的数目。由于关于沸腾传热的原理比较繁杂,因此对强化的手段和方法的研究也开始的相对晚一些。81563

Jakob[1]1936年首先提出并阐述了沸腾换热曲线受表面粗糙度和表面腐蚀氧化程度的影响相当大。但是,那个时候汽泡形成的机理还没有人能解释。接下来将近20年

的时间内,人们对强化沸腾表面传热的研究停止了。大概在1950年左右,科学家们对沸腾传热产生了浓厚的兴趣,其中最突出的是怎么样提高汽化核心的稳定性,同时对沸腾传热的机理再进一步的挖掘,从而寻找提升传热效果的方法。经过了多年的研究之后,他们得到了很多相当有价值的研究成果[2]。时间到了大约1960年的时候,在科学界有一个关于气泡产生的位置很流行的说法,这个说法的内容是气泡的产生位置为加热面所包含的凹处,凹处里面存在气体,经过加热后转变成为气泡。Clark等人[3]所研究的试验为这个说法做出了重要的贡献,通过实验的现象与数据可以发现气泡的产生位置与之前的研究结果一致,确实是在表面不平滑的位置产生。Bankoff[4]在原理上进一步的发掘之后,得到了更为确切的结论,并不是所有的凹坑都能够作为汽化核心,只有干燥的凹坑才能作为汽化核心。

到1975年以及接下来的5年左右的时间里,沸腾换热技术的试验及理论研究又开启了一页新的篇章[5],全世界的范围内对于增强沸腾传热效果的研究非常多,发表了很多具有实际意义的期刊。在这样一种世界性的科研潮流下,传热学中又萌生了一个增强传热的学科。论文网

一段时间过后,在微纳米技术迅速发展的大潮流下,人们又极力通过试验来寻找研究微尺度多孔表面在强化沸腾换热中的影响和作用。后来终于发现并证实了微纳米尺度多孔结构确实可以在很大程度上增大参与传热的实际面积,从而增大了沸腾传热系数,最后达到提高沸腾换热能力的目的。2002年Honda[6]等利用蚀刻法在硅片表面制备出了大量的微型针状翅片,并且通过诸多的实际操作。探索并证明了这种结构是可以降低起始沸腾过热度,同时提高沸腾换热的临界热流密度。接着Wei和Honda[7]就联想到了微型针状翅片的尺寸是否与换热性能有一定的关联,然后他们做了试验证实了微型针状翅片的尺寸确实对沸腾传热的效果有不小的影响,并得出结论,相同条件下,具有较大尺寸的翅片表面确实具有相对比较好的换热性能。EricForrest等[8]研究发现通过附盖一层纳米微粒薄膜层在要发生沸腾的表面,能够很大程度地增大表面换热系数,增加核态池沸腾的沸腾传热,同时能够把相同条件下的临界热流密度提高。

G。-S。Hwang等[9]研究了沸腾传热的性能在传热表面被加铜颗粒薄膜后有什么变化。SebastineUjereh等[10]通过在硅和铜的外表面生长碳米管,在FC-72中进行池沸腾,发现增大硅表面碳纳米管密度能在一定程度上减小核态池沸腾的初始过热度,与此同时也会把临界热流密度减小。ChiYoungLee等[11]证实了多孔结构可以把沸腾开始阶段壁面过热度减小好多。当热流量非常低的时候(〈60kw),沸腾表面的传热系数就可以增大。虽然说表面性能在经过500小时的沸腾试验仍然后没有退化,但是当时间达到 国内外强化沸腾传热研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_95385.html

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