Cu—BTA低能表面强化冷凝传热研究

在铜基表面上制备出Ｃｕ－ＢＴＡ低能表面，经实验证明已稳定实现了水蒸汽滴状冷凝过程，其寿命已达２０００ｈ以上，实验还证明该表面对乙醇及乙二醇蒸汽的冷凝有强化作用，其冷凝传热系数可提高２０％，对该表面维持低表面能寿命的物理构型进行了分析，为今后该种表面的制备提供参考。     

实现水蒸汽滴状冷凝的表面材料研究

分别采用离子注入，等离子体聚合和动态离子束混合注入技术在黄铜管外表面制备了具有低表面能的非晶态离子注氮合金，聚六氟丙烯和聚四氟乙烯表面，实现了水蒸汽在常压下的滴状冷凝，实验结果表明，各种表面均能提高冷凝传热系数约２０倍，由于不同技术制备的表面形成滴状准凝的机制不同，各具有不同的特性，分析讨论了各种技术制备低表面能表面的特点及其应用前景。     

1∶12磷钼杂多酸薄膜修饰电极催化性能的研究

详细描述了磷钼杂多酸薄膜碳糊修饰电极的制备并通过实验证明在碳糊电极表面确实存在磷钼杂多酸的吸附层．实验发现该电极对ＩＯ－３有催化作用并对其催化机理进行了初步探讨     

超薄聚六氟丙烯表面滴状冷凝的传热

采用等离子体聚合技术制备了铜基聚六氟丙烯薄膜，并实现了水蒸汽的滴状冷凝。冷凝传热系数是相应膜状冷凝传热系数的１３～２６倍，冷凝寿命为８００ｈ。等离子体聚合工艺条件、基底金属发生腐蚀、聚合薄膜老化是影响滴状冷凝传热及寿命的主要因素。     

中温太阳光谱选择性吸收CuO涂层的研制

为了获得性能良好的高纯度中温太阳光谱选择性CuO涂层，利用NaClO作为氧化剂，在预处理过的黄铜片上研究CuO涂层的制备．考察了碱的用量、NaClO摩尔浓度、反应温度和反应时间等对CuO涂层太阳吸收率“的影响，得到了制备CuO涂层的优化条件，并对CuO徐层表面进行了XPS及SEM表征；在CuO涂层上涂敷TiO2作为保护层，以延长CuO涂层的寿命．实验结果证明，在不明显影响吸收率的情况下，TiO2／CuO涂层的耐热性能、耐腐蚀性和耐磨性能比单纯CuO涂层有明显提高，从而达到既降低发射率，又延长涂层寿命的目的．     

含湿气体横掠冷却液柱流阵列冷凝过程数值模拟

建立了含湿气体横掠冷却液柱流阵列冷凝传热传质数学模型，并对其进行了数值模拟。研究结果表明：受冷却液柱流表面的影响，冷凝阻力主要集中在液柱流表面附近；凝雾产生受湿蒸汽过饱和度控制，其分布受冷凝推动力影响；因液柱的降液流动，增强了气相的湍动，强化了传热传质过程。本文研究结果得到了含湿气体冷凝实验数据的验证，模拟值与实验数据较吻合，相对误差小于15%。     

垂直面上膜状冷凝传热过程增强的途径

本文从分析同实验两个方面证明了冷凝过程在垂直面上发生时，壁面温度由上 而下逐渐增加，从而使得在垂直光滑表面上的冷凝传热系数的提高受到一定的限制。 本文提出一些方法来解决，如沟槽表面，多孔表面以及带吸液芯的沟槽表面，并从实 验证明了它们确能提高冷凝传热系数．使壁面温度上下趋于一致。     

超疏水低黏附微孔表面的制备及其冷凝微滴的高效自去除性能

冷凝微滴在基底材料表面的高效自去除是防结霜的一种有效手段.以硅片为基底材料,采用飞秒激光直写技术制备了微孔阵列结构,经低表面能修饰后,表面水接触角为165°,滚动角为0.6°,液滴在微孔结构表面可以实现多次弹跳.通过冷凝微滴的自去除实验,重点分析了冷凝微滴的成核、生长、合并自去除机制,发现冷凝微滴可以在微孔内部短时间内...     

大量不凝性气体存在时不同润湿性传热管冷凝传热特性实验研究

为了提高大量不凝性气体存在时水蒸气的冷凝传热性能,实现对电力、化工、制冷等工业领域中余热的高效回收利用,基于水平管外冷凝传热实验系统,实验研究了氮气-水蒸气混合气体在不同润湿性光滑管和翅片管表面的润湿特性和冷凝传热特性。通过化学刻蚀与自组装方法对紫铜光滑管与翅片管表面进行疏水与超疏水改性处理,并且根据仿生原理,制备了亲水+疏水组合翅片管表面与亲水+超疏水组合翅片管表面。研究发现,当大量不凝性气体存在时,亲水+超疏水组合翅片管的冷凝传热特性最优,水蒸气体积分数对不同润湿性传热管的冷凝传热特性影响显著,并且随着水蒸气体积分数增大,超疏水翅片管和亲水+超疏水组合翅片表面的冷凝形式由珠状冷凝逐渐向膜状冷凝过渡。     

新型板翅式冷凝蒸发器的传热特性研究

采用１ｍ长的新型板翅式单元作为工业用冷凝蒸发器的结构单元，对此单元试样进行了冷凝与沸腾传热特性的实验研究．实验结果表明：当热流密度达到６０００Ｗ／ｍ２时，其总的传热温差仅为１．１Ｋ，比通常结构的冷凝蒸发器的传热温差减小０．３～０．８Ｋ．根据单元试样的试验结果，选用优化结构尺寸，设计制造了用于１５０ｍ３／ｈ制氧机的新型板翅式冷凝蒸发器正式产品，对其进行了工业性试验．测试结果表明：传热系数达到７５４Ｗ／（ｍ２Ｋ），与原有产品相比，其重量减轻了３６％，体积减小了４０％．     

BOPP膜表面化学键组装制备多层膜

本文首先通过紫外光照射将半频哪醇自由基偶合到双向拉伸聚丙烯（BOPP）膜表面,然后利用该偶合基团上的羟基与对苯二甲酰氯（TPC）和双酚A（BPA）进行交替反复的逐步缩合反应,制备了以共价键结合的多层组装膜。采用紫外（UV）、红外光谱（ATR-FTIR）跟踪和证实了组装膜的形成,并且膜的组装比较规则。     

壁面辐射对耦合传热系统的影响

本文研究了有壁面辐射时竖平板两侧膜状凝结与自然对流的耦合传热问题.文中通过壁面的耦合条件得到一组确定壁面温度分布及液膜厚度的常微分方程,并在很宽的参数范围内计算了壁面温度分布,液膜厚度,液膜及自然对流边界层内的速度及温度分布,以及壁面的温度梯度.     

微重力下管内凝结换热性能的研究

为了预测失重条件下航天飞行器中冷凝器的传热性能，提出了一种研究微重力场中管内凝结换热过程的方法，建立了管内环状流域层流凝结换热的数理模型。改变重力加速度ｇ值进行仿真计算，随着ｇ值的减小，凝结液膜变厚，使凝结换热恶化，例如在相同冷却条件下，当进口蒸气Ｒｅ数为１０４时，ｇ＝０和ｇ＝９．８ｍ／ｓ２环境下的平均冷凝Ｎｕ将降低３０％。并以重力场中垂直管内凝结换热的实验结果对模型进行了间接的检验。给出了预测零重力环境中管内平均凝结换热系数的准则关联式，可供航天器热控系统的热分     

表面多孔涂层对强化凝结换热的影响

为探讨新的强化凝结换热的方法,考虑多孔层界面液体间的剪切效应,建立了蒸气在具有多孔涂层倾斜表面膜状凝结换热的物理数学模型。数值计算结果表明：在一定范围内,表面过冷度、多孔涂层的厚度、渗透率和有效导热系数的增大都不同程度地强化凝结换热,表面倾角引起的彻体力的变化对强化凝结换热的影响很大。与Ｎｕｓｅｌｔ理论预示值对比显示：多孔涂层具有明显的强化膜状凝结换热的作用,而多孔层的弥散作用是强化凝结换热的主导因素。多孔涂层特征参数的优化研究可为进一步的实验研究提供理论指导。     

水平管外蒸气轴向库特流动时的凝结换热

根据蒸气在管束间和套管环流道内流动特性，建立了适应该种流动凝结换热的物理及数学模型；通过数值求解，得到了蒸气流束对流膜厚度的影响区域及其随雷诺数，雅可比数及普朗特数的变化关系，表明这种流动形式强化了凝结换热。     

竖直管内液膜层流时汽-液界面切应力对冷凝过程的影响

根据冷凝的控制方程及边界条件,采用数值计算方法得到了冷凝模型的解。根据冷凝过程的特点,将其分为液膜形成段和液膜成型段;并对蒸汽的不同流向,以及影响界面切应力和冷凝过程的主要机制和因素,如反映蒸汽速度对界面和冷凝影响的相对速度比B,表征由传质引起动量传递的因子U分别进行了讨论,并就本文解与努塞尔解进行了比较。     

混合工质制冷机中凝结传热的计算

分析了混合工质制冷机中水平管外凝结传热的计算问题,对守恒方程进行了处理,得出了分析解.通过对分析解的结果的研究,得出了近似算法,它可使计算过程大为简化,且近似程度又较为令人满意.     

椭圆管外的冷凝传热

本文求得了计算椭圆管外局部凝结换热系数、总平均凝结换热系数及局部凝结液膜厚度的解析式,并给出了计算实例.同时,得到了平均凝结换热系数相对于等周长圆管而言增加的百分数随b/a的变化规律,导出了对工程实际有意义的凝结换热准则关系式.     

膜状冷凝初期过程的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法,对氩蒸气在铂金属表面发生的膜状冷凝过程进行了研究.为保证冷凝过程在相对较长时间范围内持续稳定进行,提出了一种改进的气态分子补充方法.通过逐时对系统内局部温度及密度进行统计,获得了不同时刻的参数分布.结果显示:在模拟时间范围内,液膜厚度近似线性增加,壁面附近液相分子受固壁势能作用而呈现出密度振荡的"液体层状化"分布;液膜内产生温度梯度,固液界面处温度跳跃现象明显.考察了气体温度以及壁面润湿性变化产生的影响,结果表明:随着气体温度的升高,温度梯度以及温度跳跃均增大;液相密度略有下降,液体内层状区域的密度振荡范围略有减小,气液界面厚度增加;质量流率以及液膜厚度增长速率也都增大,反映出更大的气固温差加快了冷凝过程的进行,这一点与宏观规律一致.随着润湿性增强,液膜厚度增长加快,液体层状区内的密度振荡范围增加,液膜内温度梯度增大,温度跳跃大幅减小,冷凝过程得到显著强化.显然,近壁面区内的热传导对整个冷凝过程进行的速度具有重要影响.