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基于气泡动力学分段调控浸润性强化核态沸腾

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基于多孔或微结构表面润湿性改性的核态沸腾强化传热,已得到广泛研究.利用CFD-VOF数值模拟方法,针对单晶硅微柱表面单气泡的生长及脱离过程,进行表面浸润性分段调控,实现气泡沸腾换热的全程强化.分别调控初始接触角为48°、60°、90°和110°后,同一时刻(t=0.152 ms)变接触角为20°,对比研究分段调控浸润性对气泡动力学过程与表面换热性能的影响.结果表明:疏水性可提高气泡生长速率,增强微柱表面对气泡的黏附力,促进气泡在微结构缝隙内的横向铺展;t=0.150 ms时接触角为110°表面上气泡与底面接触面积增加1.3倍,微层蒸发功率增加1.2倍.需要指出的是,毛细效应随颗粒粒径变化趋势受到多孔介质复杂孔隙结构特征的影响.在当前粒径范围内,认为其具有正相关关系,但在更大范围内的对应关系,还需要在未来进一步深入揭示.
Enhancement of nucleate boiling by temporary modulation of wettability during the bubble dynamic process

陈宏霞、李林涵、高翔、王逸然、郭宇翔

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华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206

核态沸腾 浸润性 分段调控 数值模拟 气泡动力学

国家自然科学基金北京市自然科学基金

521761523222046

2022

10.11949/0438-1157.20211719

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)：2022.73(4)
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