固液表面自由能差强化蒸汽冷凝传热的研究-化学工程专业论文.docxVIP

喇坡表血自由能差强化蒸汽冷凝传热的研究摘 喇坡表血自由能差强化蒸汽冷凝传热的研究 摘 要 为了考察固液表面自由能差对膜状冷凝传热系数的影响，本文从液膜流动的 角度出发，推导出了接触角与冷凝传热系数的关联式。计算结果表明，接触角在 一定范围内，膜状冷凝传热系数随着接触角的增大而增大；而当接触角较小(接 近00)时，本文关联式的计算结果与经典的Nusselt理论相符。 本文实验研究了相同冷凝实验条件下的水蒸汽在紫铜基离子注氮表面、紫铜 基机械抛光表面、黄铜基DLC表面、黄铜基机械抛光表面上的滴状冷凝传热特 性，考察了固液表面自由能差的变化(通过压力来调节)对冷凝传热的影响。实 验结果表明，在相同的操作条件下，冷凝传热系数随着固液表面自由能差的增大 而增大。紫铜基机械抛光表面的冷凝传热系数和热通量在实验压力为常压、 70kPa、46kPa时分别比紫铜基离子注氮表面提高10％、16％、1 5％。黄铜基DLC 表面上冷凝传热系数和热通量在实验压力为常压、70kPa、46kPa、31 kPa时比相 同条件下黄铜基机械抛光表面分别提高8％、13％、34％、34％。 以乙二醇蒸汽为冷凝工质，实验研究了固液表面自由能差的变化对膜状冷凝 传热的影响。实验结果表明，乙二醇在紫铜基离子注氮表面、紫铜基机械抛光表 面、黄铜基DLC表面上的膜状冷凝传热系数实验值分别比相同条件下的Nusselt 计算值提高40％、28％～42％、25％～43％。实验数据与本文建立的数学模型的 计算结果的变化趋势相一致。 关键词： 固液表面自由能差 强化冷凝传热 滴状冷凝 膜状冷凝 液膜流动 固液表面自由能差强化蒸汽冷凝传热的研究Study 固液表面自由能差强化蒸汽冷凝传热的研究 Study on Effect of Solid—Liquid Surface Free Energies Dif传rence Oil Condensation Heat Transfor Enhancement Abstract In order to study the influence of surface··free--energy difference of solid surface and condensate on the filmwise condensation heat transfer performance，a correlation of the condensation heat transfer coefficient with contact angle has been derived with respect to liquid film flow and heat transfer at vapor·liquid interface．The calculated results for steam fllmwise condensation indicate that the heat transfer coefficient increases with the contact angle increasing when the contact angle ranged within a certain degree．When the contact angle is small or approaching 0。，the condensation heat transfer coefficient predicted by the correlation is consistent with result of classic Nusselt theory． A series of specially designed experiments are conducted to verify the impact of the surface free energies difference on the dropwise and film condensation heat transfer characteristics．The magnitude of the surface free energies difference is regulated by only changing the condensation surfaces under the identical operation condensation，in particular， the vapor pressure，with the exclusion of thermo properties effect． The steam dropwise condensation