銅基表面無機納米管的原位構(gòu)筑及滴狀冷凝傳熱性能研究.pdf

1、冷凝傳熱作為一種普遍存在的相變過程，在化工、發(fā)電、熱管理、海水淡化及環(huán)境控制等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。近些年，強化冷凝傳熱逐漸成為主要研究熱點。相比膜狀冷凝，滴狀冷凝是一種更高效的傳熱模式，而且冷凝微液滴在超疏水微納米復合結(jié)構(gòu)表面的自驅(qū)動現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為制備新型強化滴狀冷凝傳熱界面提供了新的研究思路。本論文以此為切入點，通過在銅基冷凝測試件表面原位設(shè)計并構(gòu)筑無機納米管結(jié)構(gòu)，結(jié)合低表面能化學修飾該表面實現(xiàn)了冷凝微液滴高效自驅(qū)離。進一步的冷凝傳熱實驗

2、結(jié)果表明：該納米結(jié)構(gòu)樣品能夠極大的提升冷凝傳熱性能。上述研究對于理解納米結(jié)構(gòu)與傳熱性能的構(gòu)效關(guān)系具有重要的意義，為設(shè)計開發(fā)高性能傳熱傳質(zhì)納米界面材料及熱控器件以實現(xiàn)高效的能源利用提供了條件。
　　(1)ZnO納米刺管的合成及滴狀冷凝傳熱性能評價。通過簡單的二步水浴法同時利用協(xié)同反應(yīng)機理設(shè)計并實現(xiàn)了銅基表面氧化鋅納米刺管的原位構(gòu)筑，經(jīng)過修飾低表面能物質(zhì)（FAS）后具有宏觀超疏水性及低粘附力的特性。通過高速顯微光學觀察對冷凝微液滴的冷

3、凝行為進行了系統(tǒng)研究，并且在此基礎(chǔ)上對其滴狀冷凝傳熱的性能進行測試。最終結(jié)果表明：該納米結(jié)構(gòu)樣品相對與光滑疏水可以極大提高傳熱性能，在40℃蒸汽溫度下較光滑樣品其熱通量可提升150％以上，傳熱系數(shù)最高時可提升110％左右
　　(2)CeO2/ZnO納米管的制備及滴狀冷凝傳熱性能研究.通過高效、簡單的二步水浴法銅基底上原位制備了具有粗糙管口的CeO2/ZnO納米管，經(jīng)過修飾低表面能物質(zhì)化學修飾后具有宏觀超疏水性、低粘附力以及冷凝微液