纳米结构表面液氮淬火换热特性研究

本文研究了电抛光的光滑表面和阳极氧化的纳米结构表面对液氮淬火换热的影响,实验结果表明纳米结构表面将莱登佛罗斯特点的温度从光滑表面的111.9 K提高到209.6 K,临界热流密度从光滑表面的146.3 kW/m^2提高到纳米结构表面的326.2 kW/m2。在过渡沸腾阶段,纳米结构表面的沸腾换热系数从429.2 W/(m^2·K)增加到5737.2 W/(m^2·K),光滑表面换热系数从518.9 W/(m^2·K)急剧上升到8822.9 W/(m^2·K)。虽然纳米结构表面的最大换热系数小于光滑表面,但纳米结构表面上发生沸腾模式转变的莱登佛罗斯特点的温度远高于光滑表面,因此纳米结构表面的换热能力远大于光滑表面。

热阻层对低温淬火过程的影响研究

通过在铝合金棒表面制备阳极氧化热阻层和Teflon热阻层,分别对电抛光、阳极氧化和涂覆Teflon层等表面在液氮浴中的低温淬火过程进行实验研究,通过对传热反问题求解分析,研究了热阻层对低温淬火过程的影响。结果表明,热阻层能显著提升莱登佛罗斯特点的温度和临界热流密度,使整体的换热能力提高,从而加速了低温冷却过程。