纳米孔链双层复合表面过冷池沸腾传热特性

作     者：石尔 易苹 赵斌 汪琼 张成云 SHI Er;YI Ping;ZHAO Bin;WANG Qiong;ZHANG Chengyun

作者机构：长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 广州大学物理与材料科学学院广东广州510006 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2023年第42卷第12期

页      面：6171-6179页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11974085) 湖南省教育厅创新平台开放基金(20K002) 湖南省研究生科研创新项目(CX20210799) 

主　　题：双层多孔结构 过冷池沸腾 相变 传热 气液协同输运 气泡 

摘      要：微纳复合多孔结构对相变换热的强化是能源化工领域的重要主题。基于气液协同输运的概念,通过飞秒激光正交扫描加工,在硅片上生成二维嵌套的纳米孔链双层复合多孔结构,实验研究了其对HFE-7100过冷池沸腾传热特性的影响。实验结果表明,相比于光滑表面,多孔表面在35K过冷池沸腾条件下的起始过热度从16.7K下降到12.3K,降低26.3%,最大临界热通量提高128.7%。同时利用高速摄影观察气泡行为来研究强化沸腾传热机理。研究发现,双层多孔结构表面和内部形成的大量连通孔穴大幅度增加了有效成核位点,纳米孔和双层连通结构提供垂直和水平方向的液体补充通道,在高热通量下气泡尺寸更小,脱离更快。有效汽化核心密度增加以及气液自适应协同输运增强了多孔网络中的微液膜蒸发和微对流作用,从而有效提升沸腾换热能力和临界热通量。