超亲水表面在淬火冷却过程中的沸腾传热特性

为了研究超亲水表面对于沸腾传热的强化效果,将氧化硅纳米颗粒沉积在不锈钢球表面上制备一种静态接触角接近于0°的超亲水表面,利用瞬态淬火的方法研究该表面在淬火冷却过程中的沸腾传热特性.实验结果表明,超亲水表面有效提高了淬火速率,冷却时间较原始表面缩短了56.5%.该表面显著提高了临界热流密度及其所对应的表面过热度,较之原始表面分别提高了72.8%和23.3%.超亲水表面润湿性能的改善和汽化核心数的增加对过渡沸腾阶段的传热机理产生了重要影响,可以显著地观察到过渡-膜态沸腾和过渡-核态沸腾2个不同的阶段.     

喷涂多孔表面沸腾传热实验研究

对喷涂多孔表面沸腾传热进行了实验研究,喷涂多孔表面有三种厚度,采用蒸馏水、乙醇和R—113作实验工质,实验在当地大气压下进行．实验结果表明：喷涂多孔表面上产生沸腾的起始过热度低,传热系数比光滑表面高2—5倍．喷涂多孔表面沸腾临界热流也比光表面高,可以在比较宽的热流范围内强化沸腾换热．实验还表明：喷涂多孔表面也具有沸腾滞后现象,但是,滞后过热度较小．喷涂技术不仅具有设备简单、操作方便、费用低等优点,还具有能够适应不同基体表面形状的特殊优点．因此,喷涂表面是热管技术和蒸发器强化沸腾传热的一种有效方法．     

草酸铜对吸液芯及微热管传热性能的影响

热管是一种高效的电子设备传热元件。与纯金属相比,热管具有非常好的传热性能,而其吸液芯结构是决定其传热性能的关键。为了在增大吸液芯孔隙率的同时不引入杂质并且不破坏吸液芯结构,以草酸铜作为造孔剂,研究草酸铜的添加量对不同形状铜粉烧结过程中吸液芯的孔隙率与渗透率的影响,以及添加量与微热管的最大传热功率和温差的关系。实验结果表明:随着草酸铜含量的增加,吸液芯孔隙率增大,其最大传热功率及温差也变大;当添加草酸铜的含量相同时,不规则铜粉烧结热管的最大传热功率高于球形铜粉烧结热管,但其均温性与球形铜粉烧结热管相比较差;通过优化工质含量,得到了充液率与最大传热功率及温差的关系;当充液率在80%时,既能达到热管最大传热功率,温差也较低,是最佳的充液状态。     

电场作用下锥形孔穴表面微细通道内流动沸腾传热特性

为了探究电场作用下锥形孔穴表面微细通道内R141b制冷剂的流动沸腾传热特性,研制不同孔穴直径、孔穴密度的锥形孔穴表面微细通道板.在设计系统压力142 kPa、入口温度34.5℃、热流密度7.72～25.11 kW/m²条件下进行流动沸腾试验,对比分析不同孔穴直径、孔穴密度的微细通道电场强化传热效果.对比锥形孔穴表面微细通道和光滑表面微细通道的沿程传热特性,以进一步分析锥形孔穴对电场强化传热效果的影响.为了研究电场对受限气泡的影响,采用COMSOL软件对微细通道内电场分布进行数值模拟,并结合可视化结果分析电场对受限气泡长径比的影响.研究结果表明：在有效热流密度区间内,孔穴密度相同、孔穴直径大的微细通道电场强化传热效果更明显,并且平均饱和沸腾传热系数最大提升了10.1%;孔穴直径相同、孔穴密度大的微细通道,电场强化传热效果更明显,并且平均饱和沸腾传热系数最大提升了19.3%.锥形孔穴表面微细通道的电场强化传热效果优于光滑表面微细通道,电场作用下的微细通道内受限气泡的长径比与无电场时相比更小.     

表面活性剂在织物中的芯吸

我们研究了十二烷基硫酸钠溶液在不同浓度该溶液浸透过的棉织物中的芯吸规律。发现所有溶液渗透均服从Washburn方程。与Kevin结论相反,我们发现,十二烷基硫酸钠对棉织物的芯吸中,表面张力不受溶液运动及吸附的影响。     

流动沸腾传热的影响因素分析

用高粘流体进行了垂直管内流动沸腾传热实验研究，建立了流动沸腾传热给热系数关系式。     

无吸液芯偏心径向热管传热性能实验

对无吸液芯偏心径向热管进行了实验研究,在不同加热热流密度、充液率和工作温度下测量了偏心径向热管换热性能.结合偏心径向热管内特殊的结构和热管换热机理,分析了偏心径向热管换热特性产生的原因.最后采用多元线性回归方法分析了径向热管的当量内热阻关系式,为工程设计和应用提供了依据.     

草酸铜对吸液芯及微热管传热性能的影响（研究生论坛）

热管是一种高效的电子设备传热元件。与纯金属相比,热管具有非常好的传热性能,而其吸液芯结构是决定其传热性能的关键。本研究在增大吸液芯孔隙率的同时不引入杂质并且不破坏吸液芯结构,以草酸铜作为造孔剂,研究了草酸铜的添加量对不同形状铜粉烧结过程中吸液芯的孔隙率与渗透率的影响,并研究了添加量与微热管的最大传热功率和温差的关系。实验结果表明：随着草酸铜含量的增加,吸液芯孔隙率增大,其最大传热功率及温差也变大;当添加草酸铜的含量相同时,不规则铜粉烧结热管的最大传热功率高于球形铜粉烧结热管,但其均温性与球形铜粉烧结热管相比较差;本文通过优化工质含量,研究出充液率与最大传热功率及温差的关系。当充液率在80%时,既能达到热管最大传热功率,温差也较低,是最佳的充液状态。     

淬火过程中冷速特性对Cu-Zn-Al形状记忆合金马氏体稳定化的影响

通过改变淬火介质及其温度研究了冷速特性对Cu-Zn-Al形状记忆合金马氏体稳定化的影响。结果表明:不同温度区间的冷速起着不同的作用,高温段冷速通过对淬火空位的数目以及α相的析出的影响而低温段(B2到DO_3转变段)冷速通过对母相有序度变化的影响分别起作用。基于此,文中提出了预防记忆合金马氏体稳定化的新措施——寻求合适的介质,其高温段冷速应低到不引起α相析出,而低温段冷速则应尽可能低以使B2到DO_3转变能充分进行。     

不同强化换热管内流动沸腾换热特性对比

采用实验方法对比制冷剂R410A在6根强化换热管和1根光滑管内的流动沸腾换热特性. 实验测试段饱和温度为6 ℃,进出口干度分别为0.2和0.9,质量流速变化范围为80～350 kg/（m²s）.实验结果表明：三维强化管相对光滑管流动沸腾换热系数的强化倍率可达1.14～1.53,因为强化表面上的凹痕阵列能够增强两相间湍动、提高汽化核心数目并打断液膜边界层制造分离流和二次流从而强化换热. 三维强化管中,管1EHT在低质量流速范围内具有较好的换热性能,而管2EHT在相对较高的质量流速时强化性能更优;齿形参数不同的3根内螺纹管间的换热系数差距较大,其中当内螺纹管螺旋角足够大时齿高与液膜厚度之比相近的内螺纹管具有较好的换热性能.     

Enhancement of flow boiling heat transfer with surfactant

The surfactant additive octadecylamine (ODA) was used to enhance the flow boiling heat transfer of water in vertical copper tube, and the effects of the aqueous solution properties, mass fraction of ODA, mass flux and heat flux etc. on flow boiling heat transfer were investigated. In order to analyze the mechanism of enhancement on boiling heat transfer with ODA, the copper surface was detected by XPS, and the diagram of binding energy was obtained. The results show that ODA can be adsorbed on the surface of the copper wall, and affects the properties of the heating surfaces and enhances the flow boiling heat transfer of water. Only in low heat flux and in a suitable range of concentration, can ODA aqueous solution enhance flow boiling heat transfer, and the suitable mass fraction of ODA is in the range of 1 × 10⁻⁵ −5 × 10⁻⁵. In addition, compared with water, ODA aqueous solution does not increase the flow drag under the same experimental conditions. Foundation item: The Natural Science Foundation of Tianjin(No. 94220) Biography of the first author: QIU Yun-ren, doctoral student, born in Dec. 1966, majoring in heat and mass transfer in chemical engineering.     

竖直环形流道内流动沸腾传热研究

在沸腾传热实验中,一般壁面的加热方式有电加热和流体加热两种,在两种方式下的沸腾传热特性存在差异.针对流体加热方式下的沸腾传热问题,采用水加热方法,对水在竖直环形流道内的流动沸腾传热特性进行了可视化研究,并结合环状流模型、液泛原理和紊流普朗特数理论,给出了传热计算模型.实验段环隙宽度有5和3 mm两种,质量流速分别为16...     

添加剂对乙二醇水溶液沸腾传热的研究

选择乙二醇-水、乙二醇-乙醇-水为工质，研究了加入不同种类和浓度添加剂(表面活性剂)后，上述混合物池式沸腾传热特性.试验结果表明：某些表面活性剂能明显强化乙二醇-水、乙二醇-乙醇-水溶液池式沸腾传热，其最佳添加浓度为(5.2～6.9)×10^-4 mol/L.同时对添加剂能强化乙二醇-水、乙二醇-乙醇-水溶液沸腾传热机理进行了探讨.强调表面活性物质主要通过降低溶液表面张力，降低固液界面的润湿性，增加固液接触面，增加汽化核心数等来强化上述混合物的沸腾传热.     

Fabrication and boiling heat transfer characterization of multiscale microgroove surfaces

Microstructural functional surfaces play an important role in energy conversion applications including power generation, air conditioning, and thermal management of electronics through the boiling process. In this study, multi-scale microgroove surfaces were fabricated by the combination of wire electrical discharge machining(WEDM) and electrical discharge shaped machining(EDSM) to achieve a better boiling performance. The WEDM, with the advantage of high efficiency, was used to fabricate the fi...     

高强度硼钢淬火界面热交换系数的实验与模拟

通过测量硼钢B1500HS淬火过程中板料和模具的温度变化曲线,结合有限元分析及反传热模型获得淬火过程中板料与模具间的界面热交换系数(IHTC)与温度的关系。结果表明:板料温度从770℃下降到200℃,IHTC的变化范围在1970~3960 W/(m2·K)之间。随着板料温度的降低,IHTC随之降低,但由于材料在410℃时发生奥氏体向马氏体的转变,相变潜热的释放导致IHTC不连续的现象发生。与以距离模具形面下方1mm处作为淬火介质的环境温度相比,以模具形面处作为淬火介质的环境温度得到的IHTC分布规律同前者基本一致,但IHTC的数值较高。     

结构钢淬(正)火热处理零保温探讨

目前，国内外从节能角度出发，大力探索缩短加热时间的途径．通过理论论证和实验的方法，对缩短结构钢热处理保温时间进行了研究、分析，认为结构钢在淬火和正火过程中，缩短保温时间甚至零保温是可行的，更是必要的。     

替代工质HCFC123管外沸腾换热实验研究

对替代工质HCFC123在光管、机加工多孔表面强化管水平单管外池沸腾换热进行了实验研究,实验沸腾饱和温度分别为5℃、8℃和10℃。得出了强化管外沸腾换热系数随热流密度、沸腾压力的变化规律并整理成实验关联式,通过实验可得出强化管的强化换热效果良好,强化倍率在4.56～4.18之间。对CFC11也进行了同样实验,并把二者沸腾换热特性进行比较,强化管外HCFC123比CFC11沸腾换热系数要低8%左右。     

Numerical simulation on boiling heat transfer of evaporation cooling in a billet reheating furnace

The boiling heat transfer of evaporation cooling in a billet reheating furnace was simulated.The results indicate that the bubbles easily aggregate inside of the elbow and upper side of the horizontal regions in theπshaped support tubes.The circulation velocity increasing helps to improve the uniformity of vapor distribution and decrease the difference of vapor volume fraction between upper and down at end of the horizontal sections.With the increase of circulation velocity,the resistance loss and the circulation ratio both increase,but the former will decrease with the increase of work pressure.     

水平管道过冷沸腾换热的非稳态数值计算

为研究循环式冷却系中涉及的过冷沸腾流动传热特性,基于VOF多相流模型和Lee相变模型对一水平管道中的过冷流动沸腾过程进行非稳态数值计算。考虑到沸腾起始点的影响,在Lee模型的基础上引入Bergles提出的沸腾起始点关联式以对其进行修正。从热边界层发展和沸腾阶段的发展两方面分析水平管道过冷沸腾换热过程中的流动换热特性及其波动规律,总结了不同热流密度工况下相关参数的分布关系以及对流换热系数沿流动方向的分布规律。结果表明：热边界层的发展和沸腾不断加剧使得流场的不稳定性增加,加热区域后部对流换热系数的波动幅值是入口附近的2倍;热流密度的增加使得流动和换热参数沿流动方向的变化速度加快,热流密度为250 kW/m²工况下,热边界层发展所影响区域约为150 kW/m²工况下的60%;热边界层的发展使得加热段前部的对流换热系数呈现前高后低的特点。当受热区域热流密度较大时,换热设备可以通过减小换热通道长度的方式,在提升换热效率同时减小沸腾带来的换热系数波动的影响。