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超疏水表面蒸汽及含不凝气蒸汽滴状冷凝传热实验分析
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学化学工程研究所,辽宁大连116012
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50776012); 教育部博士点基金--新教师基金项目(200801411009)
中文摘要:

通过紫铜基表面上制备两种具有微纳米结构的超疏水表面以及相同化学修饰的光滑疏水表面,实验研究了各表面上空气环境下水的润湿特性以及在纯蒸汽、蒸汽-空气混合气体环境下,表面的滴状冷凝传热特性和冷凝液滴的运动和润湿特性。结果表明:纯蒸汽滴状冷凝条件下,超疏水表面的传热性能明显低于光滑疏水表面的传热性能;含低浓度不凝气蒸汽冷凝环境下,超疏水表面传热性能与光滑疏水表面相近;蒸汽冷凝环境中,超疏水表面上液滴的接触角明显低于其在空气条件下接触角,并且接触角滞后增大。分析得到,微纳米结构的存在使冷凝过程液滴的接触角滞后增大,微纳米结构中冷凝液滞留增加的壁面热阻等抑制了滴状冷凝传热性能;并提出了蒸汽及含不凝气蒸汽冷凝环境中液滴在超疏水表面上的润湿模式。

英文摘要:

Two super-hydrophobic surfaces with micro-nanostructure were prepared with n-octadecyl mercaptan self-assembled monolayers(SAMs).The wettability and heat transfer characteristics during the condensation of steam or steam-air mixture were investigated experimentally on a vertical tube.For the condensation of pure steam,the condensation heat transfer on the super-hydrophobic surfaces with micro-nanostructure is worse than that on a smooth hydrophobic surface.In the presence of a low-concentration of noncondensable gas(NCG),the condensation effect is almost the same for the super-hydrophobic surface and smooth hydrophobic surface.During the condensation,the micro-nanostructure,an important feature for the super-hydrophobic surfaces,does not adsorb and trap air to exhibit the super-hydrophobicity.The wetting mode of solid-liquid changes from the Cassie state in the air to the wetting state during steam condensation.The contact angle hysteresis increases.The retardarce of micro-nanostructure to the condensate increases the thermal resistance.The results demonstrate that the solid-liquid wettability of micro-nanostructure significantly influences the heat transfer performance.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185