多孔结构及表面浸润性对池沸腾传热影响的研究进展 被引量：16

1

作者 陈宏霞 黄林滨 宫逸飞 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2798-2808,共11页

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... 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;简要分析了以Zuber临界热流密度公式为基础的Kandlikar系列公式;整理近年来不断完善和改进的沸腾传热机理模型,认为微液层蒸发和瞬态热传导是微纳多孔表面强化沸腾的主导机制;进一步指出微纳多孔表面耦合、局部亲疏水性处理是强化沸腾传热新的发展方向。 展开更多

关键词 池沸腾 强化传热 微纳多孔表面 亲疏水性 汽化核心

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超亲水毛细芯环路热管启动及热性能分析 被引量：5

2

作者 郭浩 纪献兵 +2 位作者 周儒鸿 彭家略 徐进良 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1227-1234,共8页

为解决电子设备高热通量下的散热问题,采用H2O2氧化法对烧结毛细芯进行了超亲水改性,研究了毛细芯表面润湿性对吸液性能的影响。并将改性后的超亲水毛细芯应用到环路热管内,研究了倾斜角度及加热功率对超亲水毛细芯环路热管的换热特性... 为解决电子设备高热通量下的散热问题,采用H2O2氧化法对烧结毛细芯进行了超亲水改性,研究了毛细芯表面润湿性对吸液性能的影响。并将改性后的超亲水毛细芯应用到环路热管内,研究了倾斜角度及加热功率对超亲水毛细芯环路热管的换热特性的影响。实验结果表明:超亲水毛细芯的吸液速度增加,吸液时间较亲水毛细芯减小了3.52ms;与普通亲水毛细芯环路热管相比,在加热功率Q=200W时,超亲水毛细芯环路热管蒸发器中心温度降低了约6.0℃,在Q=20W时启动时间与温度分别降低了33s与2.5℃。同时发现超亲水毛细芯环路热管在正重力状态时的运行温度更低,热阻较小,最低热阻仅为0.084℃/W。 展开更多

关键词 环路热管 毛细芯 纳米结构 超亲水 启动 相变 传热

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多尺度表面的池沸腾传热特性研究 被引量：2

3

作者 郑晓欢 纪献兵 +3 位作者 王野 徐进良 黄彦平 李勇 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期179-183,共5页

以粉末烧结的方式制备了多尺度表面,并在常压下以去离子水为工质,对其进行沸腾传热实验,研究表面结构、液体温度、热流密度以及壁面过热度等参数对池沸腾传热的影响。结果表明:烧结多尺度表面能很好地协同蒸汽逸出和液体吸入对孔隙尺度... 以粉末烧结的方式制备了多尺度表面,并在常压下以去离子水为工质,对其进行沸腾传热实验,研究表面结构、液体温度、热流密度以及壁面过热度等参数对池沸腾传热的影响。结果表明:烧结多尺度表面能很好地协同蒸汽逸出和液体吸入对孔隙尺度的不同需求,可显著降低沸腾起始点过热度,扩展表面承载高热流密度的能力,大大提高沸腾换热系数;最大换热系数约为光表面的5~6倍。 展开更多

关键词 多尺度表面 池沸腾 传热 烧结

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超亲/疏水性表面池沸腾传热研究 被引量：18

4

作者 郑晓欢 纪献兵 +1 位作者 王野 徐进良 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3793-3798,共6页

为研究超亲/疏水性表面对沸腾传热的影响,用H_2O2氧化的方式制备了超亲水表面,用氨水加高分子修饰的方式制备了超疏水表面。在常压下以蒸馏水为工质,采用高速摄影仪对其进行了池沸腾传热实验。结果表明,超疏水表面亲气疏水,在沸腾起始... 为研究超亲/疏水性表面对沸腾传热的影响,用H_2O2氧化的方式制备了超亲水表面,用氨水加高分子修饰的方式制备了超疏水表面。在常压下以蒸馏水为工质,采用高速摄影仪对其进行了池沸腾传热实验。结果表明,超疏水表面亲气疏水,在沸腾起始点易于产生气泡,且气泡不易脱离,此时壁面过热度ΔTs仅为2.4K,但随热流密度的增大,气泡易于聚合,所产生的大气泡阻碍了传热的进行,传热开始恶化,临界热流密度(CHF)较低;而H_2O2氧化的表面由于刀片状微纳结构的存在,增加了表面的粗糙度,不仅增大了相变传热表面积、增加了核化点数量,而且具有超亲水特性,气泡脱离频率较大,大大强化了沸腾传热,最大换热系数约是光表面的1.7倍,且相应地提高了CHF,可达131.0W/cm2,表现出较好的传热特性。 展开更多

关键词 润湿性 微纳结构 池沸腾 超亲水 超疏水

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润湿性表面强化冷凝传热的研究进展 被引量：1

5

作者 孔庆盼 纪献兵 +1 位作者 周儒鸿 徐进良 《化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期805-812,共8页

固体表面的润湿特性对冷凝传热具有重要的影响。本文分析了冷凝传热的机理,介绍了现阶段对不同冷凝方式的判定方法,总结了不同润湿性表面的制备方法,概述了蒸汽在亲水表面、疏水表面和组合表面上的冷凝传热性能,总结了该领域目前存在的... 固体表面的润湿特性对冷凝传热具有重要的影响。本文分析了冷凝传热的机理,介绍了现阶段对不同冷凝方式的判定方法,总结了不同润湿性表面的制备方法,概述了蒸汽在亲水表面、疏水表面和组合表面上的冷凝传热性能,总结了该领域目前存在的问题。本文为利用表面润湿性强化传热提供了较为系统的综述,为强化冷凝传热提供思路。 展开更多

关键词 冷凝传热 润湿性 组合表面

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液滴碰撞不同湿润性表面的行为特征 被引量：11

6

作者 代超 纪献兵 +2 位作者 周冬冬 王野 徐进良 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期36-42,共7页

为了探究湿润性对液滴撞击行为特性的影响,制备超亲水、亲水、超疏水高黏附、超疏水低黏附4类湿润性表面.利用直径为1.96、2.61、3.06mm的液滴,在不同的高度下开展液滴碰撞4类湿润性表面的实验.结果表明,在不同We下,液滴碰撞特性受撞击... 为了探究湿润性对液滴撞击行为特性的影响,制备超亲水、亲水、超疏水高黏附、超疏水低黏附4类湿润性表面.利用直径为1.96、2.61、3.06mm的液滴,在不同的高度下开展液滴碰撞4类湿润性表面的实验.结果表明,在不同We下,液滴碰撞特性受撞击表面湿润性的影响较大,在亲水以及超亲水表面主要表现为铺展特性,但在超亲水表面扩展更显著;在超疏水低黏附以及高黏附表面主要表现为弹跳特性,但当表面为低黏附时,液滴主要表现为完全弹跳.在We-Re坐标下,4类表面各自的液滴碰撞特性可以划分为差异明显的不同铺展或者弹跳现象.4类表面各自的扩展系数β随无量纲时间τ的变化趋势随We的变化基本保持不变,但β的最大值随We的增大而增大. 展开更多

关键词 湿润性 动力学 液滴 铺展 反弹

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锥形毛细芯平板热管传热特性研究 被引量：10

7

作者 李红传 纪献兵 +2 位作者 郑晓欢 杨卧龙 徐进良 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第24期132-138,共7页

随着机械电子设备的不断发展,热管理问题面临越来越严重的挑战,为解决此问题,根据仿生学原理,以天鹅绒竹芋表面微观凸起结构为设计依据,以纳米尺度铜粉为材料烧结制备锥形毛细芯,构造新型平板热管,并以去离子水为工质对其热性能进行研... 随着机械电子设备的不断发展,热管理问题面临越来越严重的挑战,为解决此问题,根据仿生学原理,以天鹅绒竹芋表面微观凸起结构为设计依据,以纳米尺度铜粉为材料烧结制备锥形毛细芯,构造新型平板热管,并以去离子水为工质对其热性能进行研究。研究加热功率、平板热管放置角度及毛细芯氧化与未氧化等因素对平板热管传热特性的影响。结果表明,由于锥形毛细芯多尺度孔隙结构的存在,不仅实现蒸汽从大尺度孔隙逸出,液体从小孔隙吸入,而且缩短了液体流动路径,减小了流动阻力,同时扩大了换热面积,因此大大提高了平板热管的传热性能。锥形毛细芯平板热管具有较好的传热性能及抗重力特性。毛细芯经氧化处理后可显著减小平板热管的换热热阻,提高平板热管的传热性能,在热流密度为107.1 W/cm^2时,其总热阻最小值为0.079 K/W。 展开更多

关键词 锥形 毛细芯 平板热管 传热 氧化 热阻

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表面润湿性影响池沸腾传热的研究进展 被引量：8

8

作者 周儒鸿 纪献兵 +1 位作者 孔庆盼 代超 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-8,共8页

沸腾传热主要受汽泡产生、成长和脱离的控制,而这些汽泡行为与表面润湿性密切相关,通过改变加热面的润湿性,可在一定程度上调节汽泡在加热面上的发展过程,从而影响沸腾传热。介绍了不同润湿性表面及其对沸腾传热的强化机理和气泡动力学... 沸腾传热主要受汽泡产生、成长和脱离的控制,而这些汽泡行为与表面润湿性密切相关,通过改变加热面的润湿性,可在一定程度上调节汽泡在加热面上的发展过程,从而影响沸腾传热。介绍了不同润湿性表面及其对沸腾传热的强化机理和气泡动力学,综述了近年来通过表面润湿改性影响沸腾传热的研究进展,并指明表面润湿性与多尺度结构相结合的沸腾传热的研究新动向,为未来利用润湿性强化沸腾传热提供了一个较为清晰、全面的理论基础。 展开更多

关键词 池沸腾 传热 润湿性 气泡动力学

原文传递

气泡碰撞极端湿润性表面的行为特性 被引量：3

9

作者 纪献兵 代超 +1 位作者 王野 徐进良 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期127-134,共8页

为提高极端润湿性表面的功能性,制备了超亲水、超疏水高粘附、超疏水低粘附3类极端湿润性表面,利用高速摄像机对不同上升高度下的气泡碰撞极端湿润性表面进行了行为特性研究,所用气泡当量直径分别为2.16、2.59、3.32 mm.研究发现,表面... 为提高极端润湿性表面的功能性,制备了超亲水、超疏水高粘附、超疏水低粘附3类极端湿润性表面,利用高速摄像机对不同上升高度下的气泡碰撞极端湿润性表面进行了行为特性研究,所用气泡当量直径分别为2.16、2.59、3.32 mm.研究发现,表面湿润性、气泡上升高度(L)和气泡当量直径(D)对气泡行为特性有着重要影响,表面微观结构和表面张力是影响气泡在表面稳定状态的最为关键的因素.当气泡碰撞超疏水低粘附表面时,先振荡或弹跳,最后在表面铺展成一层气膜;碰撞超亲水、超疏水高粘附表面时,气泡先振荡或弹跳,最后以球缺状的形式静止在表面上.气泡碰撞表面速度较大时,气泡在3类表面上都会发生弹跳行为,其初次弹跳高度(h_1)随着L增大先增大后减小,在L为13.6 mm时均达到极值,分别为6.05、5.53、4.37 mm.对超疏水低粘附表面而言,随着气泡直径的增大,气泡在碰撞过程中的能量耗散增加,因此h_1逐渐下降,气泡发生铺展的时间逐渐缩短. 展开更多

关键词 超亲水表面 超疏水高粘附表面 超疏水低粘附表面 湿润性 动力学 气泡 铺展 弹跳

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超疏水表面黏附性对冷凝传热的影响 被引量：3

10

作者 周儒鸿 纪献兵 +2 位作者 孔庆盼 郭浩 徐进良 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期532-539,共8页

表面黏附性对冷凝液滴的成核、生长和脱离过程有重要影响。为进一步提高表面的冷凝传热系数,制备亲水、超疏水高黏附和超疏水低黏附3类表面,在不同蒸汽压力及风冷条件下,研究表面黏附性、压力、加热功率和冷却功率等因素对冷凝传热的影... 表面黏附性对冷凝液滴的成核、生长和脱离过程有重要影响。为进一步提高表面的冷凝传热系数,制备亲水、超疏水高黏附和超疏水低黏附3类表面,在不同蒸汽压力及风冷条件下,研究表面黏附性、压力、加热功率和冷却功率等因素对冷凝传热的影响。研究结果表明:由于超疏水高黏附表面的液滴易成核但不易脱离,而超疏水低黏附表面的液滴极易脱离,因此,在相同压力和过冷度下,超疏水低黏附表面的换热系数远大于超疏水高黏附表面的换热系数;在过冷度为4.0 K的常压条件下,超疏水低黏附和高黏附表面换热系数分别是亲水表面换热系数的4.99倍和1.77倍;在同一风冷功率和加热功率下,超疏水低黏附表面的过冷度明显小于超疏水高黏附表面的过冷度。 展开更多

关键词 超疏水 黏附性 压力 冷凝传热 滴状冷凝

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超浸润性金属丝网的制备及工艺优化 被引量：2

11

作者 陈宏霞 马福民 黄林滨 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期59-65,共7页

为拓展三维丝网的应用,强化其微结构作用效果;通过采用直接氧化法和液相、气相沉积成功制备超浸润性Cu丝网(200PPI)。利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、接触角仪及高速摄像分别对丝网的结构、形貌及浸润性进行表征,并获得膜层的最佳... 为拓展三维丝网的应用,强化其微结构作用效果;通过采用直接氧化法和液相、气相沉积成功制备超浸润性Cu丝网(200PPI)。利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、接触角仪及高速摄像分别对丝网的结构、形貌及浸润性进行表征,并获得膜层的最佳制备工艺。结果表明:曲面丝线上的超亲水膜层呈现为单层微米尺度的刀片花结构,液滴在此表面上的铺展速率可达3.5m/s;经液相、气相沉积方法对其氟化处理后,超亲水丝网成功改性为超疏水丝网;并证明试样在96℃氧化液中氧化15min、液相沉积30min、180℃下热处理20min可获得大于150°的超疏水性能。 展开更多

关键词 金属丝网 超亲水性 超疏水性 刀片花

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