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水在不同接触角微柱群内的流动特征
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:化工学报
  • 时间:2015.5
  • 页码:1704-1709
  • 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]山东省科学院能源研究所,山东济南250014, [2]南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51176105); 山东省自然科学基金项目(ZR2012EEQ015); 山东省科技发展计划项目(2014GGX104008)~~
  • 相关项目:低表面能亚微米通道内流动阻力与传热机理研究
中文摘要:

采用向改性有机硅稀溶液中加入2%全氟辛基氟硅烷以及微纳米粒子的方法制备疏水液,通过改变微纳米粒子添加量调控疏水液固化成涂层后的表观接触角,紫铜叉排排列微柱群表面经不同疏水液处理后接触角分别为99.5°、119.5°和151.5°(水为工质),并测试流道内流动阻力和压力降。实验结果表明,相同Reynolds数(Re)下流道内摩擦因子(f)比疏水处理前有明显下降,主要是由于疏水性界面的张力作用所致;相同Re下,接触角越大,疏水涂层双重结构中微纳米凸起间距越小,去离子水与空气接触面增大,使得摩擦因子减小;随Re增加,3种涂层实验段内的减阻率均不断降低。

英文摘要:

Hydrophobic solution was prepared by adding 2% perfluorinated octyl fluorine silane and micro-nano particles to modified silicone dilute solution. This hydrophobic solution could be solidified to obtain hydrophobic surfaces, and the contact angle of water on these surfaces could be adjusted by changing the content of micro-nano particles in hydrophobic solution. Using the method above, different micro cylinders groups with contact angles of 99.5°, 119.5° and 151.5° (de-ionized water) were prepared, respectively. Using de-ionized water as working fluid, the flow resistance and pressure drops in micro cylinders groups with different contact angles were measured. The value of friction factor of test section with hydrophobic layer was apparently lower than that without the layer at the same Reynolds number, and this was because the surface tension on hydrophobic interaction interface led to a reduction of friction resistance. The larger the contact angle, the smaller the distance between the micro/nano bumps on the double structure of hydrophobic layer at the sameRe, meanwhile the ratio of liquid-air contact area to the total flow area became higher, thus flow resistance decreased. The drag reduction rates attributed to the three kinds of hydrophobic coatings on surfaces of micro pin fins decreased continuously with the increase of Re.

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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