【摘要】：池沸騰強(qiáng)化換熱技術(shù)是傳熱領(lǐng)域中一個(gè)非常重要的方面。隨著微納米加工技術(shù)的成熟和應(yīng)用,工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種微納尺度表面結(jié)構(gòu)的加工,并應(yīng)用于強(qiáng)化傳熱的研究。在沸騰實(shí)驗(yàn)表面布置不同物理參數(shù)的微坑陣列是一種有效的強(qiáng)化傳熱技術(shù)手段,能夠使傳熱性能得到有效地提高,大幅度地提高換熱效率。為了探究不同微坑陣列表面的沸騰傳熱性能,本文搭建了可視化池沸騰實(shí)驗(yàn)平臺(tái),其主要包括測(cè)試腔體、電加熱系統(tǒng)、數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)和圖像拍攝系統(tǒng)等四個(gè)部分。其中,沸騰實(shí)驗(yàn)腔體和測(cè)試銅柱完全自主設(shè)計(jì)加工而成,同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要部件;數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)用以顯示測(cè)試銅柱的動(dòng)態(tài)溫度變化數(shù)據(jù);圖像拍攝系統(tǒng)對(duì)不同加熱穩(wěn)態(tài)下的沸騰表面的氣泡生長(zhǎng)和脫離進(jìn)行拍攝和存儲(chǔ)。另外,對(duì)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了誤差分析,發(fā)現(xiàn)沸騰測(cè)試表面熱流密度測(cè)量的相對(duì)誤差為2%;隨著熱流密度增大,整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的散熱損失也越大,但其相對(duì)誤差是逐漸減小的。本文采用去離子水作為沸騰實(shí)驗(yàn)工質(zhì),分別探究了表面微坑陣列的直徑、深度和間距對(duì)測(cè)試表面換熱性能的影響。測(cè)定了不同微坑陣列沸騰表面的傳熱性能,通過(guò)對(duì)比分析了不同微坑陣列表面與光滑表面的沸騰實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文搭建的沸騰實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以完成對(duì)不同微坑陣列沸騰表面?zhèn)鳠嵝阅艿亩繙y(cè)試和定性觀察。與光滑表面相比,微坑陣列能夠明顯的提高沸騰表面的傳熱性能。不同的熱流密度下,不同類型的微坑陣列沸騰表面溫度相對(duì)于光滑表面均有不同程度的降低,沸騰傳熱系數(shù)相對(duì)光滑表面增大。當(dāng)微坑的直徑大小在150-350μm范圍內(nèi)變化時(shí),微坑陣列表面的沸騰傳熱性能隨著微坑直徑的增大而提高;當(dāng)微坑的深度由100μm增加至300μm時(shí),微坑陣列表面的沸騰傳熱性能卻逐漸降低;微坑間距為2500μm的沸騰表面相對(duì)于間距為2000μm和3000μm的微坑陣列沸騰表面的強(qiáng)化效果略好,但并不顯著。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK124

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本文編號(hào)：2737905