【摘 要】
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冷凝传热作为一种普遍存在的相变过程,在化工、发电、热管理、海水淡化及环境控制等领域有广泛的应用。近些年,强化冷凝传热逐渐成为主要研究热点。相比膜状冷凝,滴状冷凝是
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冷凝传热作为一种普遍存在的相变过程,在化工、发电、热管理、海水淡化及环境控制等领域有广泛的应用。近些年,强化冷凝传热逐渐成为主要研究热点。相比膜状冷凝,滴状冷凝是一种更高效的传热模式,而且冷凝微液滴在超疏水微纳米复合结构表面的自驱动现象的发现为制备新型强化滴状冷凝传热界面提供了新的研究思路。本论文以此为切入点,通过在铜基冷凝测试件表面原位设计并构筑无机纳米管结构,结合低表面能化学修饰该表面实现了冷凝微液滴高效自驱离。进一步的冷凝传热实验结果表明:该纳米结构样品能够极大的提升冷凝传热性能。上述研究对于理解纳米结构与传热性能的构效关系具有重要的意义,为设计开发高性能传热传质纳米界面材料及热控器件以实现高效的能源利用提供了条件。（1）ZnO纳米刺管的合成及滴状冷凝传热性能评价。通过简单的二步水浴法同时利用协同反应机理设计并实现了铜基表面氧化锌纳米刺管的原位构筑,经过修饰低表面能物质（FAS）后具有宏观超疏水性及低粘附力的特性。通过高速显微光学观察对冷凝微液滴的冷凝行为进行了系统研究,并且在此基础上对其滴状冷凝传热的性能进行测试。最终结果表明:该纳米结构样品相对与光滑疏水可以极大提高传热性能,在40°C蒸汽温度下较光滑样品其热通量可提升150%以上,传热系数最高时可提升110%左右（2）CeO2/ZnO纳米管的制备及滴状冷凝传热性能研究.通过高效、简单的二步水浴法铜基底上原位制备了具有粗糙管口的CeO2/ZnO纳米管,经过修饰低表面能物质化学修饰后具有宏观超疏水性、低粘附力以及冷凝微液滴自驱离的特性。我们还对CeO2/ZnO纳米管的生成机理进行了单因素变量探究,最后对样品的滴状冷凝传热性能进行了评价。实验结果显示:该纳米结构样品相对与光滑疏水可以极大提高传热性能可以强化传热,在40°C蒸汽温度下较光滑样品其热通量可提升132%左右,传热系数最高时可提升288%左右。
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