不同润湿性表面池沸腾换热特性研究.docx

不同润湿性表面池沸腾换热特性研究
标题：不同润湿性表面对池沸腾换热特性的研究
摘要：
本文主要综述了不同润湿性表面对池沸腾换热特性的影响，并介绍了润湿性与沸腾热传递之间的关系。根据研究成果，发现润湿性表面可以显著提高沸腾换热性能，提高换热系数，降低壁面温度，从而能够在多个工程领域中得到广泛应用。
关键词：润湿性表面，池沸腾换热，换热系数，壁面温度
1.引言
池沸腾换热是一种常用的热传递方式，广泛应用于各种工程领域。为了提高池沸腾换热性能，已经开始研究润湿性表面对换热特性的影响。润湿性表面在沸腾过程中可以增强液体与固壁之间的接触，从而改善热传递效果。本文综述了润湿性表面对池沸腾换热特性的研究，旨在提供对该领域的深入了解和未来的研究方向。
2.润湿性表面与池沸腾换热的关系
2.1润湿性的定义
润湿性是指液体与固体表面之间的接触情况，可以通过接触角来描述。当接触角小于90度时，称为亲水性，液体会在固体表面上迅速展开；当接触角大于90度时，称为疏水性，液体难以在固体表面上形成均匀的薄膜。
2.2润湿性表面对沸腾换热的影响
润湿性表面可以改变沸腾换热的传热机制，提高传热效率。研究发现，亲水性表面能够使液体在固体表面上均匀分布，增加沸腾传热面积，提高传热系数。同时，疏水性表面可以形成稳定的蒸汽气泡，并减小气泡尺寸，从而降低表面温度，提高传热效果。
3.不同润湿性表面的设计与制备方法
3.1亲水性表面的设计与制备
常见的亲水性表面设计方法包括化学处理、微纳结构设计和表面涂层等。化学处理方法包括表面活化、化学修饰等，能够改变表面化学成分，增强液体与固体的相互作用。微纳结构设计可以通过纳米颗粒聚集、皱纹结构等方式制备亲水性表面。表面涂层可以利用特殊涂料、功能性聚合物等材料制备亲水性表面。
3.2疏水性表面的设计与制备
疏水性表面的设计与制备方法包括表面覆层、表面纹理和化学改性等。表面覆层可以利用疏水性涂料、高分子聚合物等材料制备疏水性表面。表面纹理可以通过微纳米结构设计、蚀刻等方式制备疏水性表面。化学改性可以通过表面修饰、特殊处理等方式增加表面的疏水性。
4.实验验证和应用案例
通过实验验证，研究发现润湿性表面能够显著提高沸腾换热性能。以亲水性表面为例，实验结果显示，亲水性表面具有较高的换热系数，同时可以降低表面温度。在工程应用中，亲水性表面可以广泛应用于电子散热、核工程等领域，提高热传导效率，降低设备温度。
5.结论
综上所述，润湿性表面对池沸腾换热特性具有显著影响。亲水性表面能够提高沸腾传热效率，增加换热系数；疏水性表面能够降低壁面温度，改善换热效果。对润湿性表面的设计与制备研究，可以提高池沸腾换热的性能，并在多个工程领域中得到广泛应用。未来的研究可以探索新的润湿性表面材料和制备方法，进一步改善池沸腾换热性能，推动该领域的发展。
参考文献：
[1]Qu,W.,&Mudawar,I.(2004).Measurementandcorrelationofcriticalheatfluxintwo-phasemicro-channelheatsinks.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,47(10-11),2045-2059.
[2]Yang,F.,&Zhang,Y.(2013).Enhancementofboilingheattransfer.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,60,1-21.
[3]Wang,Z.,Jiang,Y.,Du,K.,&Wu,W.(2019).Anoverviewofpoolboilingheattransferonbioinspiredsurfaces.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,141,865-881.
[4]Pan,Z.,Jiao,A.,&Chen,H.(2019).Recentadvancesinwettability-controlledboilingheattransfer.JournalofThermalScienceandEngineeringApplications,11(3),031018.