高等傳熱學(xué)論文-傳熱學(xué)的應(yīng)用及最新進(jìn)展—多相表面的沸騰換熱(參考版)
2025-06-11 12:57本頁面
【正文】 而在納米表面結(jié)構(gòu)傳熱中，納米表面結(jié)構(gòu)的制備將是需要努力的方向，特別是微納米表面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及其在沸騰傳熱過程中的形貌演變將對傳熱性能造成重要影響，需要給與足夠的重視。因此，有問題和挑戰(zhàn)并不可怕，科學(xué)的道路不是一帆風(fēng)順的，在多相界面沸騰傳熱也是如此。 （ 2）到目前為止 ,大多數(shù)研究主要關(guān)注的是外場的作用及工質(zhì)的熱物性的影響 ,而未針對工質(zhì)的電物性 (電導(dǎo)率、介電常數(shù)、分子極性、電離程度等 )進(jìn)行研究 ,更談不上將工質(zhì)的熱物性 電物性與外場和外部其他有關(guān)參數(shù)結(jié)合起來的研究了。 EHD 強(qiáng)化傳熱挑戰(zhàn) 雖然 EHD 強(qiáng)化傳熱的研究在最近的十幾年中得到了很大的發(fā)展 ,取得了可喜的進(jìn)展 ,但我們也不得不注意到在該領(lǐng)域 的研究還存在如下一些有待解決或有待突破的問題。 其次，納米表面強(qiáng)化結(jié)構(gòu)在沸騰實驗環(huán)境中的穩(wěn)定性問題雖已有報道，但尚未引起研究者足夠的重視。為了解釋在已經(jīng)報道的研究工作中出現(xiàn)的一些偏離甚至是矛盾的結(jié)果，進(jìn)一步理解納米尺度表面結(jié) 構(gòu)強(qiáng)化沸騰的機(jī)理，更多的具有不同納米特征的強(qiáng)化傳熱表面需要被制備和測試。首先，由于加熱表面的沸騰傳熱性能受表面幾何形貌、固液接觸特性、相界面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)以及加熱方式、系統(tǒng)壓力、汽液物性等多種相互聯(lián)系因素的耦合影響，要全面理解表面結(jié)構(gòu)強(qiáng)化沸騰傳熱機(jī)理并建立較完善的沸騰傳熱模型是一項非常艱巨的工作。 溫度場影響了電場 ,同時空間電荷在電場中的運動又影響了流場 . 因此 ,EHD 強(qiáng)化換熱的機(jī)理非常復(fù)雜 . 目前的研究認(rèn)為電場對汽泡的力是沸騰強(qiáng)化換熱的主要因素 ,該力使汽泡產(chǎn)生變形 破碎 粘合等運動 ,對邊界層產(chǎn)生擾動是換熱得到強(qiáng)化的最直接的原因 . 3 沸騰強(qiáng)化傳熱面臨的挑戰(zhàn) 納米表面結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱挑戰(zhàn) 納米表面結(jié)構(gòu)已經(jīng)顯示了極富吸引力的強(qiáng)化沸騰傳熱應(yīng)用前景。 2. 在非均勻電場中 ,電場力對汽泡的作用并不一定垂直指向管壁 ,因此電場對汽泡有 橫向作用 ,即電場力也使汽泡作橫向運動 ,破壞熱邊界層 ,減小了熱邊界層的厚度和熱阻。 在兩相傳熱中 ,即沸騰和凝結(jié)中 ,EHD 對傳熱的強(qiáng)化作用主要是由電場對汽泡的力和作用于汽 液界面上的力等因素單獨或綜合影響的結(jié)果 [4]。到目前為止 ,分析 EHD 強(qiáng)化傳熱的機(jī)理 ,往往從流體所受的電場力著手。在翅片管的基礎(chǔ)上加工而來 ,形成內(nèi)凹形孔穴與互聯(lián)通的通道 ,孔徑約 100 μm； TurboB表面，對翅片 管的翅片進(jìn)行滾壓 ,形成內(nèi)凹形孔穴； GewaT表面，類似 TurboB表面 ,由德國的 Wieland公司生產(chǎn)。其中：高通量” (HighFlux)表面由直徑 10~100的金屬顆粒經(jīng)燒結(jié)工藝形成；多孔表面。擁有微結(jié)構(gòu)化表面的換熱管己經(jīng)有較為廣泛的工業(yè)應(yīng)用。 隨凹坑的增多， 沸騰換熱會有所加強(qiáng)。 圖 2 顯示了氣 液 固三相表面屬性對沸騰傳熱的影響，氣泡核心的相變過程十分復(fù)雜，主要性能決定因素與固液界面的瞬態(tài)行為有關(guān)，在氣泡動力學(xué)中，除了表面張力，切應(yīng)力在氣液界面和粘性交互過程中也扮演著重要角色?，F(xiàn)有的池沸騰傳熱強(qiáng)化方法主要從增加汽化核心數(shù)和提高汽泡脫離頻率兩方面來強(qiáng)化沸騰傳熱過程。三是改進(jìn)傳熱機(jī)制 ,提高它們的效果。
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