水平加热管上气泡动力特性对纳米颗粒悬浮液过冷沸腾的影响

摘要

纯水在水平加热管加热下的过冷池沸腾试验揭示出,在热流密度低于24.4 kw/m2时,加热管底部所需的过热度最低,中部次之,顶部最高;随着热流密度的增加,加热管各位置所需的过热度逐渐趋于一致。纳米颗粒悬浮液的试验发现,低热流密度时,各位置处所需过热度的差异较小,但随着热流密度的增加,加热管底部所需的过热度超过了顶部,这种差异随着颗粒浓度的增加而增加。从气泡动力学角度对产生差异的原因进行了分析,主要的结论是,考虑纳米颗粒/团聚体在加热管顶部表面的沉积/吸附,会降低加热管表面粗糙度,同时使得悬浮液微液底层内出现一个吸引力Fa,从而使得悬浮液的相变温度提高,而由于加热管中、底部分粗糙系数降低所带来的换热降低较加热管顶部要强,使得大部分热流密度下加热管顶部沸腾所需的过热度较中、底部分要高。