超亲水多孔金属结构驱动的毛细液膜冷凝及传热强化

蒸汽冷凝可以在小温差下释放大量的相变潜热,在石油化工、余热利用、海水淡化等领域发挥重要作用。提出了超亲水多孔金属结构驱动的毛细液膜冷凝传热新模式,通过耦合毛细结构对冷凝液的快速输运和多孔金属对液层热阻的降低,实现了适用于水和低表面能工质体系的冷凝传热强化。建立了毛细液膜冷凝的热质传递模型,分析了多孔结构的孔隙率与厚度、工质物性、操作条件等对冷凝传热系数、临界热通量和最大溢流过冷度的影响。结果表明,随着多孔结构厚度和孔隙率减小,冷凝传热系数显著增大,而最大溢流过冷度和临界热通量减小。结合冷凝传热与可视化实验,分析了泡沫铜结构表面对液膜冷凝形态和传热性能的影响,验证了毛细液膜冷凝传热模型的准确性。

波动参数对冷凝液膜传热影响的微观机理研究

冷凝传热作为一种高效的能量传递方式,已广泛应用于工业领域,模拟冷凝液膜上形成的界面波动能够为研究液膜内动力学特性强化传热的微观机理提供理论支持。文章数值模拟了等温竖直壁面上二维层流冷凝波动降液膜流动,研究了波动特性参数强化冷凝液膜传热的微观机理。结果表明:在14 Hz的外加强制扰动作用下,液膜无法形成振幅连续递增的波动,波长分布较为分散;扰动>16 Hz时,扰动频率的增加会使波动间的相互作用增加,波长随液膜雷诺数的增加略有增大;扰动频率为16 Hz时的波动强化传热效果最为显著。传热系数相对于努塞尔分析解增加了30%,对流作用是引起波动液膜传热强化的主要因素,其对强化传热的贡献率为79%。

固液界面能差效应与冷凝传热强化研究进展

综述了固液界面能差效应强化冷凝传热的新机制及其对纯蒸气及含不凝气的蒸气冷凝传热过程影响的理论和实验研究进展.阐述了引入固液界面能差效应后的膜状冷凝、滴状冷凝和过渡状冷凝传热模型,及模型与实验数据的对比结果.介绍了利用固液界面效应强化纯蒸气和含不凝性气体的混合蒸气冷凝传热的强化技术.

立式蒸发式冷凝器的性能研究与强化实验

利用竖直有机玻璃管建立立式蒸发式冷凝器性能测试实验平台,测试了进口风速、管高度、传热温差及插入螺旋线对冷凝器传热性能的影响.结果表明：在一定传热温差下,舍伍德数与液膜雷诺数近似呈线性关系,当插入螺旋线后近似呈二次曲线关系;进口风速控制在3.3m/s以下可防止液泛现象的发生;存在着一个最佳换热管的高度范围（0.8～0.9m）,在该范围内出口空气的相对湿度最大;螺旋线线径与换热管内径之比在0.06～0.29之间时,可以起到明显的强化传热作用,使舍伍德数提高15%以上.

用异种气体射流冲击浸没溶液中微小加热壁面的传热传质过程

本文研究了异种气体喷射冷却浸没液体中微小发热元件的传热特性,以及液体和壁面之间的传热与吹气速率、喷嘴到加热表面的距离、液相温度、热流率、溶液物性等等之间的关系。用异种气体冲击浸没R-113或乙醇中的加热壁面,其传热显著增加,在热流率不很高或液相温度较高时,加热壁面的温度可低于冷却介质的温度,实验结果表明,液体和壁面之间的传热不仅随气泡对液体的扰动而增加,而且随壁面附近液相向气相蒸发传质而增加。本文分析了其传热机理,提出了一种同时传热传质的模型解释这种系统中特殊的传热特性,用实验数据对对流传热系数h_(?)以及传质引起的传热进行了关联。

旋转热管内部传热机理研究与分析

旋转热管实验表明,其内部存在五种流型和一种值得注意的滞后现象。在测试观察的基础上,定性地绘出了流型图,提出了分层流与环状流的传热数学模型,(其中分层流模型在别的文献中尚未见到),其计算结果与实验数据吻合。

蒸气冷凝传热强化研究进展

蒸气冷凝传热强化对于实现能源系统的高效化与集成化具有重要的科学意义,在众多工业过程中有广泛的应用,如电力能源、石油化工、电子工业、建筑节能、食品加工、海水淡化等领域。其中,利用界面结构调控凝液的形成、输运与移除是强化冷凝传热的重要手段和关键科学问题。近年来,随着微纳加工技术和新材料的快速发展,研究者开发了大量的功能结构表面,并发现了许多新的界面传递现象,从新视角拓展了蒸气冷凝传热机理和强化技术。该文从蒸气冷凝中气-液-固界面间热量传递的基本过程出发,首先介绍了冷凝传热的关键控制因素和强化原理,然后总结了近年来在界面调控方面强化冷凝传热的新策略和典型的代表性工作,最后讨论了强化传热表面在工业应用中面临的挑战和未来的发展方向。