銅管內壁改性超親水強化傳熱實驗研究.pdf

1、近年來表面改性材料的性能研究越來越受到科研工作者的關注，其通過表面制備的微納結構，可以顯現出超疏水和超親水結構，可以極大的減小阻力和強化換熱進而達到節(jié)約能源的目的。當前，強化傳熱多是通過破壞邊界層增加擾動，或者見地邊界層的厚度降低傳熱熱阻，從而強化傳熱。徐進良教授從微納結構特性與傳熱的關系入手，創(chuàng)造性提出了在銅管內壁采用超親水結構，以達到強化換熱與減阻的實驗目的。本文依托北京市低品位能源與多相流動傳熱重點實驗室，當前研究主要集中在銅管內

2、壁改性超親水結構對于換熱和阻力的實驗研究。
　　本研究主要內容包括：⑴采用一種簡單有效的陽極腐蝕氧化法在銅基底表面構筑粗糙結構，利用質量分數為30％的H2O2溶液，在紫銅表面腐蝕8h，便可以達到穩(wěn)定的超親水結構。研究表明改性表面的浸潤性能，可以通過氧化的時間和H2O2濃度兩個方面進行調控。用同一種濃度進行修飾，隨著反應時間的增加，表面的黏附性先增加后降低。固定反應的時間，用不同濃度的H2O2分別進行修飾，所得表面的黏附性隨H2O2

3、濃度的增加而增加。利用一步浸泡法實現了對超親水表面黏附性的調控。最后將其成功應用于微液滴的運輸。⑵對所制備的超親水水平銅管進行了傳熱和阻力實驗研究，所用的銅管內徑為4.99 mm，外徑7.01 mm，長3500 mm，壓力為500kPa的。實驗工質為水，實驗工況中質量流速為150-700 kg/m3，實驗段入口溫度恒定為25℃，實驗段溫差設置為10℃，20℃，30℃，40℃。最大加熱功率6.55 kW，最大熱流密度為59.58kW/m2