本文關鍵詞：珠狀納米流體蒸發(fā)過程形態(tài)變化的實驗研究

  更多相關文章： 納米流體 液滴 蒸發(fā) 接觸角 接觸半徑

【摘要】：納米流體作為一種新的傳熱工質,擁有更大的導熱系數(shù)和更好的傳熱性能,具有廣闊的應用前景和價值;液滴沖擊和噴淋冷卻以液滴蒸發(fā)為基礎,具有工質需求量小、散熱均勻、散熱能力強等優(yōu)點,因此最新的傳熱工質和最優(yōu)的傳熱方式相結合對冷卻技術的應用和改進優(yōu)化有著重要的實踐性意義。本文采用實驗的方法對珠狀納米流體液滴固著在不同親疏水性加熱板上的蒸發(fā)動態(tài)特性進行研究,分析影響液滴蒸發(fā)速率的因素。文中采用體積分數(shù)為5%,顆粒直徑分別為5nm和20nm的TiO2水基納米流體,運用視頻接觸角測量儀觀測記錄了兩種粒徑的納米流體在親水性玻璃板上蒸發(fā)特性,實驗發(fā)現(xiàn)整個蒸發(fā)過程,兩種液滴的動態(tài)特性主要集中在兩個階段,溫度對兩個階段的蒸發(fā)模式有著直接的影響。5nm粒徑的納米流體液滴在整個溫度范圍內第一階段處于黏著的鎖定狀態(tài),在第二階段處于滑移的解鎖狀態(tài),隨著溫度的增加,第一階段的鎖定時長在整個液滴生命周期的比例增加,即溫度越高,液滴在三相接觸線處的鎖定效果越明顯。20nm粒徑的納米流體液滴在第一階段接觸角和接觸直徑隨時間逐漸減小,在第二階段接觸直徑繼續(xù)減小接觸角隨蒸發(fā)的進行逐漸增大,加熱板溫度愈高接觸角增大的幅度愈高。兩種液滴在低溫(40℃-60℃)情況下蒸發(fā)速率幾乎相同,在中等溫度(65℃-80℃)下第一階段的蒸發(fā)速率相差無幾,第二階段5nm粒徑的液滴蒸發(fā)速率高于20nm粒徑液滴,在高溫(85℃-105℃)情況下,前者速率明顯領先于后者。在實驗中考慮了加熱板的親疏水性,對20nm粒徑的納米流體在玻璃表面、聚四氟乙烯表面不銹鋼表面進行實驗,發(fā)現(xiàn)液滴在聚四氟乙烯表面的蒸發(fā)形態(tài)受溫度的影響較小,整個過程保持著接觸直徑不變接觸角隨時間不斷減小的鎖定階段,且鎖定時長占整個蒸發(fā)周期的80%;不銹鋼表面則表現(xiàn)出了不確定性和隨機性。三種加熱板上的蒸發(fā)速率在低溫和中等溫度范圍內遵循玻璃表面最大,不銹鋼次之,聚四氟乙烯表面最小的規(guī)律,而在高溫范圍內則為不銹鋼表面最大,不銹鋼表面次之,聚四氟乙烯表面最小的規(guī)律。在實驗的基礎上由液滴蒸發(fā)過程中的常接觸角模型和常接觸直徑模型理論推導得出接觸角和接觸直徑隨時間的變化關系,最后觀測了液滴蒸發(fā)完全后的沉積形態(tài)。
【關鍵詞】：納米流體 液滴 蒸發(fā) 接觸角 接觸半徑
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK124;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 符號說明9-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國內外研究進展綜述11-22
• 1.2.1 納米流體的物性11-16
• 1.2.1.1 納米流體的粘性研究11-13
• 1.2.1.2 納米流體導熱系數(shù)的研究13-16
• 1.2.2 液滴珠狀蒸發(fā)換熱的研究16-21
• 1.2.2.1 液滴的潤濕特性16-18
• 1.2.2.2 液滴蒸發(fā)的模型介紹18-19
• 1.2.2.3 液滴蒸發(fā)后的沉積19-21
• 1.2.3 液滴蒸發(fā)的理論模型介紹21-22
• 1.3 本文主要研究內容22-24
• 第二章 不同粒徑納米流體液滴蒸發(fā)形態(tài)的實驗研究24-38
• 2.1 實驗儀器設備及實驗前準備24-26
• 2.1.1 實驗裝置介紹24-25
• 2.1.2 技術參數(shù)25-26
• 2.2 實驗材料26
• 2.3 實驗步驟26
• 2.4 實驗結果與分析26-36
• 2.4.1 粒徑對納米流體潤濕性影響的討論26-27
• 2.4.2 不同粒徑的TiO2納米流體對蒸發(fā)形態(tài)的影響27-36
• 2.4.2.1 低溫情況下粒徑對蒸發(fā)的影響28-31
• 2.4.2.2 中等溫度下粒徑對蒸發(fā)的影響31-33
• 2.4.2.3 高溫情況下粒徑對蒸發(fā)的影響33-36
• 2.5 本章小結36-38
• 第三章 不同基底納米流體液滴蒸發(fā)形態(tài)的實驗研究38-50
• 3.1 實驗材料38
• 3.2 實驗結果分析38-48
• 3.2.1 液滴在PTFE表面動態(tài)特性的研究38-44
• 3.2.2 液滴在不銹鋼表面動態(tài)特性的研究44-48
• 3.3 本章小結48-50
• 第四章 納米流體液滴蒸發(fā)形態(tài)的理論研究50-62
• 4.1 液滴蒸發(fā)模型50-56
• 4.1.1 固著液滴理論模型50-52
• 4.1.2 常接觸半徑模型52-53
• 4.1.3 常接觸角模型53-56
• 4.2 液滴氣液界面溫度的討論56-59
• 4.3 本章小結59-62
• 第五章 納米流體液滴蒸發(fā)后的沉積研究62-68
• 5.1 蒸發(fā)模式與沉積形態(tài)62-65
• 5.1.1 咖啡環(huán)效應與Marangoni對流62-64
• 5.1.2 納米流體液滴的花瓣形沉積64-65
• 5.2 本章小結65-68
• 第六章 結論與展望68-72
• 6.1 結論68-69
• 6.2 展望69-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳金星;曹玉春;李澤;魏新利;;納米流體技術研究現(xiàn)狀與應用前景[J];化工新型材料;2008年10期

2 毛凌波;張仁元;柯秀芳;;納米流體的光熱特性[J];廣東工業(yè)大學學報;2008年03期

3 郭守柱;黎陽;姜繼森;;納米流體輸運性質研究進展[J];上海第二工業(yè)大學學報;2009年01期

4 云中客;;納米流體的熱輸運[J];物理;2009年07期

5 李長江;尹衍升;;納米流體流變特性研究最新進展[J];山東陶瓷;2009年03期

6 孟照國;張燦英;;納米流體的研究進展及其關鍵問題[J];材料導報;2010年01期

7 王良虎;向軍;李菊香;;納米流體的穩(wěn)定性研究[J];材料導報;2011年S1期

8 馮逸晨;顏紅俠;賈園;;納米流體在摩擦領域中的應用[J];材料開發(fā)與應用;2012年06期

9 史保新;劉良德;鄧晨冕;;納米流體在制冷及冷卻中的應用研究進展[J];材料導報;2012年S2期

10 賈莉斯;彭嵐;陳穎;莫松平;李震;;納米流體凝固和熔融相變過程的研究[J];工程熱物理學報;2013年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳今茂;易如娟;;納米流體及其在冷卻液中的應用[A];中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會第13屆年會論文集[C];2008年

2 程波;杜塏;張小松;牛曉峰;;氨水—納米炭黑納米流體的穩(wěn)定性研究[A];第五屆全國制冷空調新技術研討會論文集[C];2008年

3 洪歡喜;武衛(wèi)東;盛偉;劉輝;張華;;納米流體制備的研究進展[A];第五屆全國制冷空調新技術研討會論文集[C];2008年

4 劉益?zhèn)?陳曦;;納米流體增強防護結構[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 沙麗麗;巨永林;唐鑫;;納米流體在強化對流換熱實驗中的應用研究進展[A];上海市制冷學會2013年學術年會論文集[C];2013年

6 劉四美;武衛(wèi)東;武潤宇;韓志明;;氧化鋅納米流體對氨水降膜吸收影響的實驗研究[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學會學術年會論文集[C];2011年

7 錢明;沈中華;陸健;倪曉武;李強;宣益民;;激光照射納米流體形成散斑的數(shù)值模擬研究[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

8 吳恒安;王奉超;;納米流體提高驅油效率的微力學機理研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 劉崇;李志剛;;納米流體力學初探及應用[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

10 王志陽;楊文建;聶雪麗;楊懷玉;;瞬態(tài)熱絲法測量納米流體的導熱系數(shù)[A];2007高技術新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會暨《材料導報》編委會年會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 涵薏;新型換熱介質研制的領軍者[N];上�？萍紙�;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何欽波;外加磁場強化磁性納米流體的光熱特性及機理研究[D];華南理工大學;2015年

2 Umer Farooq;納米流動的邊界層流的同論分析解[D];上海交通大學;2014年

3 朱海濤;納米流體的制備、穩(wěn)定及導熱性能研究[D];山東大學;2005年

4 彭小飛;車用散熱器中納米流體高溫傳熱基礎問題研究[D];浙江大學;2007年

5 趙佳飛;納米流體輻射特性機理研究及其在太陽能電熱聯(lián)用系統(tǒng)中的應用研究[D];浙江大學;2009年

6 方曉鵬;納米流體熱質傳遞機理及光學特性研究[D];南京理工大學;2013年

7 傅懷梁;納米流體熱物理及泳輸運特性理論研究[D];蘇州大學;2013年

8 魏葳;納米流體的輻射特性及其在太陽能熱利用中的應用研究[D];浙江大學;2013年

9 李強;納米流體強化傳熱機理研究[D];南京理工大學;2004年

10 張邵波;納米流體強化傳熱的實驗和數(shù)值模擬研究[D];浙江大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋玲利;鋁納米流體集熱工質的制備與性能研究[D];廣東工業(yè)大學;2011年

2 李長江;納米流體的制備、表征及性能研究[D];中國海洋大學;2009年

3 王輝;納米流體導熱及輻射特性研究[D];浙江大學;2010年

4 管延祥;應用于熱管的納米流體熱物性參數(shù)的研究[D];濟南大學;2010年

5 孫通;納米流體管內層流流動特性的實驗研究[D];東北電力大學;2013年

6 張國龍;納米流體強化傳熱機理及數(shù)學模型的研究[D];青海大學;2015年

7 王瑤;納米流體在儲層巖芯表面的鋪展及其驅油機理研究[D];西安石油大學;2015年

8 王瑞星;Al_2O_3-H_2O納米流體蓄冷運輸箱內溫度場特性的研究[D];天津商業(yè)大學;2015年

9 郭蘅;Al_2O_3-H_2O納米流體的布朗運動和冰點研究[D];天津商業(yè)大學;2015年

10 曹遠哲;氧化石墨烯納米流體的制備及其在太陽能熱水器中的應用[D];上海應用技術學院;2015年

，

本文編號：984874