短时间微重力池沸腾换热及其临界热流密度机理

	短时间微重力池沸腾换热及其临界热流密度机理
	刘斌 ; 孔新 ; 魏进家 ; 张永海 ; 赵建福 ; 杨扬
刊名	科学通报
	2020-02-05
卷号	65 期号:17 页码:1715-1722
关键词	微重力池沸腾微结构临界热流密度气泡动力学毛细芯吸作用
英文摘要	研究了复合柱状微结构表面(PF30-60LP)在短时间微重力下的池沸腾传热性能,并与文献中的光滑表面和柱状微结构表面(PF30-60和PF50-120)进行对比.实验结果表明,微重力条件下, PF30-60PL的临界热流密度(critical heat flux, CHF)与光滑表面相比虽有提高,但却明显低于PF30-60和PF50-120,与常重力下所得实验结果存在明显差异.微重力条件下,由于浮力缺失,覆盖于加热表面的大气泡脱离周期远大于常重力条件.大气泡覆盖于表面时间过长,导致新鲜液体补给困难是造成微重力CHF显著降低的主要原因. PF30-60和PF50-120具备非常强的毛细芯吸作用,可显著提高加热面的侧向补液能力,因此其微重力下的CHF相比于光滑表面得到了十分显著的提高.而PF30-60PL由于较大面积光滑通道的存在,表面的毛细芯吸作用被削弱,因此其CHF介于光滑表面和柱状微结构表面之间.提高微重力池沸腾CHF,关键在于提高覆盖于加热面的大气泡的脱离频率和液体对加热表面的补给能力.可行的方法有降低液体工质表面张力或提高表面对液体的毛细芯吸性,通过外部施加电场或声场加速气泡脱离,强化Marangoni对流或采用局部加热法改变Marangoni力对气泡的作用力方向,通过调控气泡合并行为增大气泡合并后释放的表面能从而促进气泡脱离等.
分类号	二类
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6803561
资助机构	国家自然科学基金(51636006) ; 中国科协青年人才托举计划(2018QNRC001) ; 中欧载人航天合作空间应用合作项目(TGMTYY00-RW-05-1.00) ; 西安交通大学基本科研业务费(xjj2017085,cxtd2017004)资助
内容类型	期刊论文
源URL	[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/82189]
专题	力学研究所_国家微重力实验室
作者单位	1.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 2.中国科学院力学研究所微重力重点实验室 3.中国科学院空间应用工程与技术中心 4.西安交通大学化学工程与技术学院 5.西北大学化工学院
推荐引用方式 GB/T 7714	刘斌,孔新,魏进家,等. 短时间微重力池沸腾换热及其临界热流密度机理[J]. 科学通报,2020,65(17):1715-1722.
APA	刘斌,孔新,魏进家,张永海,赵建福,&杨扬.(2020).短时间微重力池沸腾换热及其临界热流密度机理.科学通报,65(17),1715-1722.
MLA	刘斌,et al."短时间微重力池沸腾换热及其临界热流密度机理".科学通报 65.17(2020):1715-1722.