防止化工、医药及食品等行业沸腾蒸发设备结垢是保证产品质量、实现过程节能降耗和装置长期稳定运行的关键环节。提出了一些减缓或消除换热设备污垢的方法,其中,微纳涂层是具有广阔应用前景的新方法之一。本项目应用液相沉积等微纳表面涂覆方法,以铜和不锈钢等为基底材料,制备了二氧化钛及氟硅烷复合疏水微纳涂层等;采用X射线衍射仪、接触角测量仪、环境扫描电镜、原子力显微镜等表征了微纳涂层的晶型、组成、厚度、粗糙度、表面能和形貌等;以去离子水、碳酸钙和硫酸钙水溶液等为沸腾物系,结合CMOS高速图像采集和处理技术,获得了微纳涂层强化池沸腾传热和抑制污垢沉积的规律;从气泡动力学、纳米效应、微观形貌、XDLVO界面力理论新视角分析了微纳涂层特性与污垢沉积和沸腾特性间的联系,获得了微纳涂层防垢和强化沸腾传热的机理性认识。成果增添了微纳结构表面上的多相流传热传质理论,为开发新型高效节能蒸发器提供了理论依据。
英文主题词micro- and nano-meter coatings;pool boiling;fouling; heat transfer enhancement; surface