分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2018-02-01 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 对电子芯片在FC-72工质中浸没喷射沸腾换热进行了实验研究。通过干腐蚀技术在硅片表面加工出50 μm × 60 μm,50 μm × 120 μm(宽×高)的柱状微结构,硅片尺寸为10 mm×10 mm×0.5 mm,过冷度分别为25、35 K,喷射速度Vj分别为0.5、1.0、1.5m/s。实验表明,临界热流密度随着喷射速度和过冷度的增加而增加,增加过冷度和喷射速度可减小气泡脱离时的尺寸,增加气泡脱离频率,因此提高了临界热流密度并且降低了壁面温度。此外,在单相对流换热区对流换热占据主导地位,热流密度随着壁面过热度线性增加;在核态沸腾换热区,对流换热与核态沸腾换热同时影响着换热过程。当喷射速度较小时,核态沸腾区曲线的斜率比单相对流区曲线的斜率大的多,显示出浸没喷射沸腾的优良换热性能。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2018-02-01 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 实验研究了微重力环境中,不同热流密度时尾流效应对气泡动力学过程的影响。结果表明,微重力下气泡的尾流效应比常重力时更加明显,低热流密度时尾流对气泡动力学行为影响微弱,中高热流密度时尾流影响效果显著。尾流区内液体的水平流动促进了原生气泡间相互碰撞、合并过程,垂直加热面的流动则给气泡施加了向上的曳力,从而降低了气泡生长周期和脱离半径。尾流区内过冷液体的冷却作用使气泡内形成负压,液体从微柱结构内被吸入气泡底部,为其长大提供新鲜液体,避免局部干斑。尾流效应与微柱结构相互作用,能有效促进加热面的气泡合并和脱离过程,提高表面换热能力。
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间: 2018-01-05 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 以去离子水为工质,拟在钛板表面利用线切割进行微槽处理,采用阳极氧化法制备出二氧化钛纳米管阵列的微纳耦合表面,研究该表面的强化沸腾传热性能。通过场发射扫描电镜表征其微观结构形貌,利用接触角测量仪检测表面的静态接触角。结果表明,与光板相比,微槽结构增大了传热表面,规整的纳米管阵列具有亲水特性,接触角明显减小,微纳耦合表面的传热系数和临界热流密度分别达到了15.5 kW·m-2·℃-1 和420.1 kW·m-2,分别提高了158.3%和50%。结合实验现象及机理分析可知,微纳耦合表面的微通道结构为气泡继续生长提供了支撑,有效避免了换热壁面被合并的大气泡完全覆盖;过热度达到一定温度后,更小的活化中心被激活,过热度随着热流密度的上升出现下降的趋势。微纳耦合表面对池沸腾具有强化作用。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 以去离子水为工质,拟在钛板表面利用线切割进行微槽处理,采用阳极氧化法制备出二氧化钛纳米管阵列的微纳耦合表面,研究该表面的强化沸腾传热性能。通过场发射扫描电镜表征其微观结构形貌,利用接触角测量仪检测表面的静态接触角。结果表明,与光板相比,微槽结构增大了传热表面,规整的纳米管阵列具有亲水特性,接触角明显减小,微纳耦合表面的传热系数和临界热流密度分别达到了15.5 kW·m-2·℃-1和420.1 kW·m-2,分别提高了158.3%和50%。结合实验现象及机理分析可知,微纳耦合表面的微通道结构为气泡继续生长提供了支撑,有效避免了换热壁面被合并的大气泡完全覆盖;过热度达到一定温度后,更小的活化中心被激活,过热度随着热流密度的上升出现下降的趋势。微纳耦合表面对池沸腾具有强化作用。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 本文搭建了静态闪蒸实验台,对不同初始参数下NaCl溶液静态闪蒸过程中的泡沫层膨胀规律开展了初步地实验研究和理论分析。实验中,过热度为2. 9一30 K,初始液膜厚度为0. 1 m, 0. 2 m,溶液初始质量分数为0. 2-0. 25。实验结果表明:在较大的过热度或者较小的初始液膜厚底下,泡沫层膨胀开始较早,且膨胀较快;而溶液浓度对泡沫层膨胀规律几乎没有影响。此外,本文根据气泡生长理论和质量能量平衡建立并推导出了泡沫层膨胀规律计算模型,实现了对泡沫层高度随时间变化规律的计算,与实验结果吻合的较好。