DMLS微换热器粗糙度对Al2O3/R141b流动沸腾传热影响

为了探究DMLS(直接金属激光烧结)微型换热器换热通道表面粗糙度对纳米流体制冷剂流动沸腾传热的影响,运用化学抛光技术改变不同DMLS微型换热器换热管道表面的粗糙度,制备0.01%低浓度Al2O3/R141b纳米流体制冷剂为实验工质,在不同的热流密度9.4~29.4 k W/m2、质量流率184.3~432.2 kg/(m2·s)下,研究不同DMLS换热管道表面下的粗糙度对Al2O3/R141b流动沸腾传热特性。研究结果表明:粗糙度对纳米流体制冷剂在DMLS微型换热器内流动沸腾传热有显著影响,纳米流体制冷剂的换热性能随粗糙度的减小而减弱,粗糙度减小80.4%,换热性能减弱22.5%;相同的工况下,相比于表面粗糙度为8.7μm DMLS微型换热器换热管道,纳米流体制冷剂在粗糙度为5.8、3.2、1.7μm DMLS微型换热器换热管道中的平均换热系数分别减小7.1%、14.1%、22.5%;DMLS微型换热器换热通道表面粗糙度越大,表面凹凸程度越大,单位长度换热通道内,纳米流体制冷剂与通道表面有更多的接触面积,促使单位面积上有更多的纳米制冷剂核气化核心密度,同时核化起点提前、壁面过热程度越低,有利于强化传热效果;实验结果与修正后的LAZAREK传热模型结果相对偏差为9.88%,验证了数学模型的有效性及实验结果的可靠性。     

不同表面能对微细通道流动沸腾压降特性的影响

采用不同浓度氟硅烷-乙醇修饰液对高、宽分别为2.0 mm、1.0 mm的矩形截面微通道进行修饰,得到了表面能不同的微通道试件,并以R141b制冷剂为实验工质,设定实验工况,在微通道试件中进行沸腾换热实验,探讨具有不同表面能的微通道对两相流动沸腾传热压降特性的影响。实验结果表明:修饰液浓度越高,浸泡时间越长,修饰后槽道的表面能越低;表面能的改变不会对各压降所占比例造成大的影响,但会影响两相摩擦压降,减小表面能会增大单位长度两相摩擦压降,实验中的增大率达到5.1%和12.7%;将实验数据分别与相关模型的预测值进行了对比,并对模型关联式进行了修正,所得到修正模型的平均绝对误差明显降低。