滴狀冷凝的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、蒸汽冷凝傳熱過程在航天、動力及化工等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，其換熱性能的強(qiáng)化對節(jié)約能源、節(jié)省原材料及工程費(fèi)用具有重要意義，而滴狀冷凝是利用冷凝液體表面張力來強(qiáng)化冷凝傳熱的最理想方式，其傳熱系數(shù)是膜狀冷凝的數(shù)倍至數(shù)十倍，若能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 圍繞“滴狀冷凝的微觀動力學(xué)機(jī)理及其穩(wěn)定持久性研究”(國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目No50276016)基礎(chǔ)研究課題，設(shè)計(jì)制作冷凝研究的實(shí)驗(yàn)裝置，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)：采用在觀察窗

2、玻璃內(nèi)表面涂親水材料的方法，使觀察窗玻璃不產(chǎn)生水霧，觀察記錄到了清晰的滴狀冷凝現(xiàn)象，達(dá)到較好的可視化效果。 本文為揭示冷凝系數(shù)隨接觸角的變化規(guī)律，用不同材料涂覆黃銅表面，進(jìn)行了蒸汽冷凝實(shí)驗(yàn)。在氰基丙烯酸乙脂、硬脂酸、聚四氟乙烯(PTFE)等10種材料處理的表面上實(shí)現(xiàn)了滴狀冷凝，滴狀冷凝系數(shù)為黃銅表面膜狀冷凝系數(shù)的2.28～6.65倍，其中氰基丙烯酸乙脂表面的傳熱效果最好；在氟化石墨等5種材料表面上未實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝，但是其冷凝性能得

3、到不同程度的強(qiáng)化，冷凝換熱系數(shù)為膜狀冷凝系數(shù)的1～1.97倍；發(fā)現(xiàn)在小接觸角范圍內(nèi)冷凝系數(shù)隨著接觸角增大而增大，冷凝系數(shù)變化趨勢與化學(xué)勢下降量隨接觸角變化的趨勢一致，由此建立了(本研究的條件下)冷凝系數(shù)與接觸角的關(guān)聯(lián)式，可用來預(yù)測不同接觸角下的冷凝系數(shù)。 應(yīng)用滴狀冷凝的知識，探討了空調(diào)冷凝水在不同憎水性表面上凝結(jié)脫落與融霜水脫落的情況，結(jié)論表明：在一定的條件下，滴狀冷凝表面將延緩熱泵蒸發(fā)器的結(jié)霜并能加快其除霜過程。本文為熱泵蒸發(fā)