SDBS对铜-水脉动热管启动及传热性能影响

脉动热管工质气泡的产生、脉动、分裂、合并是脉动热管运行特性的重要影响因素。而表面张力是气泡产生、脉动、分裂、合并运行规律的重要影响参数。以表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)为溶质,以去离子水为基液,配制了质量分数为0.001%、0.005%和0.009%的3种溶液。测试发现表面活性剂的添加对水的表面张力改变较大,浓度为0.005%时表面张力降低了42.2%,而对水的比热容、密度、黏度影响较小。在自行设计搭建的脉动热管传热性能实验台上,对比实验测试了在不同浓度、不同加热功率下表面张力对脉动热管启动及传热性能的影响规律。研究结果发现:表面活性剂可以减小脉动热管启动时间,在低加热功率条件下(≤90 W),0.001% SDBS水溶液的启动时间最快,最快比水快了11.2%;而在大功率加热条件下,SDBS的添加对启动时间影响较小。而且表面活性剂可以改变脉动热管传热性能,使其热阻出现不同程度的减小。     

表面张力对自由落体液滴形变的影响

液滴运动过程中的形状变化对液滴的蒸发、燃烧等过程有重要影响,表面张力是影响其形状变化的因素之一。为研究表面张力对液滴形变的影响规律,采用低浓度的表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠SDBS)配制表面张力为30~72mN·m^-1的水溶液。利用不同外径的针管得到3~5mm粒径的液滴。高速摄像机(PhantomV211,1000pps,800×600pixel)对这些液滴在自由落体过程中的形变规律进行了可视化实验研究,得到了关于Eötvös数(Eo)的半经验关系式。实验结果表明,液滴在自由落体过程中会形成周期性振动形变,振动周期和振幅随表面张力增大而减小。进一步研究发现,初始时液滴形成并断裂所引起的瞬态冲量使液滴内部动量传递进而表现出周期性振动形变。