3D打印铜多孔结构池沸腾传热实验研究

采用SLM(选择性激光熔化)技术制备铜多孔结构试样,以去离子水为工质,实验研究SLM工艺参数和多孔结构形式对所制备样品毛细性能及池沸腾传热性能的影响。结果表明:增大激光扫描间距显著提升水在多孔结构内的毛细上升速度和最大上升高度。相比小扫描间距参数制备的试样,大扫描间距试样的毛细上升最大高度提升约29.6%。同时,随着扫描间距的增加,大扫描间距试样的临界热流密度F_(CH)和传热系数C_(HT)均增大。与光滑表面相比,柱状和栅格状结构试样的F_(CH)和C_(HT)明显提升,柱状结构具有更优的传热性能,其F_(CH)和C_(HT)分别增至233.5 W/cm^(2)和12 W/(cm^(2)·K),提升103%和106.9%。这些提升是由于柱状结构的骨架内存在更多的气化核心密度,同时还可以有效改善气液流动,促进液体回流。

3D打印槽道结构槽宽对池沸腾传热特性的影响

表面微结构化是强化沸腾传热的重要手段,研究微结构尺寸对沸腾传热特性的影响规律意义重大。本文采用选择性激光熔化技术(SLM)制备了不同宽度的槽道结构试样,并对其进行了常压下池沸腾传热特性实验研究。结果表明,相比于光滑铜面,槽长2.3mm,槽宽0.5~2.3mm槽道结构的传热系数(HTC)与临界热通量(CHF)均有显著提升。槽道结构的CHF随着槽道宽度的增大先增加后减小,HTC随着槽道宽度的增大而减小。槽道宽度为0.9mm时CHF达到最大值331.5W/cm^(2),为光滑铜面的3倍,同时HTC为光滑表面的1.7倍。较小的槽道宽度增加了试样的传热面积,限制了气泡脱离直径进而增加气泡的脱离频率,是HTC提升的关键因素;而槽道内气液流动阻力限制与水动力不稳定性,是槽道结构CHF提升的关键控制因素。

离子交换法去除甲基磺酸盐镀锡液中的二价铁离子

选用HZ016型阳离子交换树脂吸附甲基磺酸盐镀锡液中的锡和铁离子,以2 mol/L硫酸溶液洗脱树脂,通过调节洗脱液的p H来回收锡。结果表明,动态吸附锡和铁离子的效率均在95%以上,高于静态吸附。确定了吸附时树脂质量与镀液体积之比为1 g∶2 m L,洗脱时树脂质量与硫酸溶液体积之比为1 g∶4 m L。当调节洗脱液的p H至3.8时,锡的回收率达到87.5%,铁的残留率约为3%。

基于划痕法的高强钢多层氧化皮结合力测试研究

为了测得高强钢多层氧化皮间的结合力,运用划痕试验法对一种高强钢氧化皮进行了划痕试验。基于声发射法和显微观察法获得不同层间剥离的临界载荷,并通过纳米压痕试验获得了不同氧化层及基体的显微硬度。根据上述试验结果计算了氧化层间的结合力以及氧化层与基体基间的结合力,并用拉伸试验法与划痕试验法进行了对比。结果表明:划痕试验法获得的结合力数据具有较高的准确性,高强钢内外氧化层间的结合力约为70MPa,内层氧化层与基体间的结合力约为38 MPa。

氧化和工质中添加剂对SA508钢CHF影响的实验研究

在核电事故中当堆芯熔融物落入反应堆压力容器(RPV)下封头时,如果实际热流密度超过RPV的临界热流密度(CHF),RPV将会被熔穿,造成事故的进一步扩大。为研究RPV在氧化条件下和有添加剂的工质中的CHF特性,采用池沸腾实验方法,以去离子水为工质,研究了RPV常用材料SA508钢经高温预氧化、7次池沸腾传热实验氧化后的CHF特性以及工质中添加剂对其CHF的影响。结果表明:在625℃下预氧化8 h后,SA508钢表面产生的较薄氧化层能增加传热面积、表面粗糙度和亲水性,从而提高CHF;随着池沸腾实验次数的增加,SA508钢表面的氧化腐蚀和颗粒沉积程度增加,CHF先增加后降低;0.4%硼酸(BA)、0.5%磷酸三钠(TSP)溶液和两者的混合溶液均有利于CHF的提升,但强化机理有所不同:BA会加速SA508钢表面的腐蚀并改善亲水性;TSP可降低表面张力使表面获得超亲水性;BA和TSP的混合溶液会形成一层沉积物使表面获得超亲水性。