电镀微孔表面对冷流动沸腾传热强化的研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daxian005
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当今传热设备日趋小型化,致使如何从微小区域有效散热成为研究的热点。与单相对流换热比,相变传热,尤其是流动沸腾传热,可以很有效地从微小区域带走高热流量。目前很多的学者们热衷于表面处理来提高流动沸腾传热特性。本文中,通过两步法电镀技术来对铜表面进行处理来提高流动沸腾传热特性。  过冷流动沸腾换热面尺寸为20mm×20mm,并被安装于尺寸为30mm×30mm×300mm的矩形测试通道中。去离子水通过使用离心泵供入测试通道,流速能够达到330l/h到500l/h。流体温度分别控制为90℃,80℃和60℃。多孔铜表面通过使用两步电镀法在普通铜表面上制备:第一步,使用高密度电流15s;第二步涉及的电流为低密度电流,持续时间为80min。制备好的多孔表面润湿性通过使用接触角测量仪进行判断,并使用扫面电镜对表面微观结构进行观测。然后,多孔铜表面被应用于流动沸腾实验,并与普通铜表面进行对比来揭示传热效果。  通过与普通铜表面进行流动沸腾实验结果对比,发现各种多孔铜表面都有效提高了传热性能,而且,电镀电流密度的增加会使提高幅度相应增加,最佳效果对应的电镀电流密度为1A/cm2,超过此电流密度,传热效果的提高幅度将下降。通过对表面结构进行电镜扫描后发现,1A/cm2电镀电流对应的表面表征有明显的变化。多孔表面的临界热流密度对比于铜表面有所下降,除了最高电流密度情况。表面润湿性的降低导致了临界热流密度的下降。
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