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时空调控微柱表面浸润性强化单气泡沸腾换热

Enhancement of single bubble boiling heat transfer on micropillar surface by wettability modulation with time and space

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微结构耦合浸润性调控是目前强化核态沸腾换热的主要手段,针对水工质在单晶硅微柱表面的核态沸腾过程,采用CFD-VOF三维数值模拟方法,对比研究时间及空间分别调控表面浸润性对沸腾气泡动力学、相界面形变及传热性能的影响.结果表明:亲水性增强使得气泡界面曲率增大、合力增强,促使气泡的脱离;空间调控主要表现为增大气泡体积,时间调控则主要表现为优化气泡动力学过程,提高热流较大的生长阶段在整个气泡周期内的占比,从而强化换热;本实验工况下,空间梯度浸润表面以及在生长阶段提高壁面亲水性,均可大幅度提高单气泡沸腾换热性能,平均热流最大可提高42.7％;考虑微尺度下梯度浸润性加工难度,时间调控浸润性强化沸腾换热具有更好的发展前景.

陈宏霞、李林涵、王逸然、郭宇翔、刘霖

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华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206

浸润性 时空调控 数值模拟 核态沸腾 气泡动力学

2019年度预研教育部联合基金青年人才基金国家自然科学基金

6141A0203352651576063

2021

10.11949/0438-1157.20201427

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2021.72(6)
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