论文部分内容阅读
表面多孔换热管是一种高效的强化沸腾传热元件。论文采用粉末烧结工艺开发出耐蚀性能优良的不锈钢表面多孔高效换热管。采用含乙酸的乙二醇溶液模拟乙二醇多效蒸发腐蚀工况，并借助扫描电子显微镜(SEM)、腐蚀失重法和电化学方法研究了不锈钢多孔换热管表面多孔层在乙二醇溶液中的耐乙酸腐蚀性能和对氯离子的敏感性;比较了CrNiSiMoB、CrNiSiMo、CrNiP和CrNiPMo四种多孔层材质在乙二醇溶液中的耐乙酸和氯离子性能;采用沸腾传热试验研究了不锈钢多孔管与普通光管在去离子水和不同浓度乙二醇水溶液中的传热特性。主要结论如下: (1)不锈钢多孔层相比碳钢和铜镍合金多孔层具有更加优异的耐腐蚀性能。在沸腾浸泡实验中，不锈钢多孔层(CrNiPMo)的腐蚀速率为碳钢多孔层腐蚀速率的1/5～1/3，为铜镍合金多孔层的3/10～4/7。在0.1 mol/L～10 mol/L的实验浓度范围内，常温下不锈钢多孔层耐蚀性随着乙酸浓度的增加而降低，但仍明显优于碳钢、铜镍合金多孔层。 (2)对比研究了CrNiSiMoB、CrNiSiMo、CrNiP和CrNiPMo四种材质多孔层耐腐蚀性能。耐乙酸腐蚀顺序为:CrNiSiMo＞CrNiPMo＞ CrNiP＞ CrNiSiMoB;耐氯离子敏感性顺序为:CrNiPMo＞CrNiSiMoB＞ CrNiP＞CrNiSiMo。在wt25％乙二醇溶液(pH=5.40)中，CrNiSiMo不锈钢多孔层的自腐蚀电流是碳钢多孔层的1/20，是铜镍合金多孔层的1/17。 (3)相同的热流密度下，表面多孔管在去离子水中具有较小的壁面过热度。不锈钢表面多孔管的壁面过热度仅约为光管壁面过热度的1/3，传热系数是普通光管传热系数的3.3～3.5倍。在乙二醇水溶液中，壁面过热度随着乙二醇浓度的增大而增加，换热系数随着乙二醇浓度的增加而降低。在实验范围内相同溶液浓度及热流密度条件下，表面多孔管的沸腾传热系数为普通光管的1.5～3.2倍。