一、冷凝器滴状冷凝的动态描述及接触角的选择（论文文献综述）
廖明俊[1]（2021）在《微结构表面上气液相变换热的分子动力学研究》文中研究指明近年来,航天热控、新能源利用、相变储能和强化传热等领域对冷凝和沸腾传热特性提出了新的需求和挑战,特别是随着新材料和微纳加工技术的发展,围绕微尺度下流体换热特性的研究受到越来越多的关注。然而伴随流体尺度的降低,影响流体运动及换热的机理发生显着改变,产生了诸多新现象、新规律和新机理,有待深入研究。由于分子动力学方法能够从分子层面上研究粒子间的复杂相互作用,逐渐成为了微尺度下流体换热及相变的主要研究方法。因此,本文利用分子动力学模拟方法,首先构建了纳米结构表面,对该表面上的爆炸沸腾现象进行深入分析,旨在揭示微尺度下润湿性和液膜厚度对爆炸沸腾起始温度的影响规律;进一步构建带有疏水涂层的亲水纳米柱结构表面,探索涂层及纳米柱参数对爆炸沸腾现象的影响机制。另外,在纳米结构表面制备的基础上,研究不同结构参数对冷凝换热特性的影响规律;根据强化冷凝换热效率的合理表面设计形式,进行混合润湿超疏水表面上的液滴合并诱导弹跳现象研究,深入分析条纹宽度,接触角和两个液滴中心的相对位置对弹跳速度的影响,以寻求提高弹跳速度的方法,并为强化冷凝换热提供理论支持。在平表面和纳米结构表面上进行爆炸沸腾现象的研究,通过对不同表面润湿性和液膜厚度下爆炸沸腾起始温度（Ts）的统计,发现在两种润湿性平表面上,Ts均随液膜厚度的增加而减小。然而,两种润湿性表面上的Ts的下降速率存在明显差异,在相同液膜厚度下,两种表面起始温度的差值ΔTs呈减小趋势。纳米结构表面上的所有Ts值均低于相同液膜厚度的平表面上的Ts值,这是由于纳米结构的存在增强了液膜与表面之间的传热。此外,随着液膜厚度的增加,Ts在亲水和疏水纳米结构表面上均呈现下降的趋势。当液膜厚度超过6nm时,亲水纳米结构表面上的Ts值均高于疏水表面上的Ts值,这与平表面的变化规律是完全相反的,其原因为与平表面相比,两种润湿性表面上的液膜温度上升速率呈现相反的趋势。构建了带有疏水涂层的亲水纳米柱结构表面,研究了两种不同厚度液膜在三种涂层厚度及两种柱宽下的爆炸沸腾行为,证明了涂层厚度、柱宽度和液膜厚度都会影响爆炸沸腾的起始温度。研究发现与纯亲水表面相比,混合润湿纳米结构可以降低起始温度,且随着疏水涂层厚度的增加,两种柱宽和液膜厚度情况下的爆炸沸腾起始温度均降低。模拟结果还表明,当液膜厚度和涂层厚度都相同时,较大柱宽的混合润湿表面的爆炸沸腾起始温度小于较小柱宽的混合润湿表面;当疏水涂层厚度和柱宽相同时,液膜越厚,液膜内的温度梯度越大,越有利于触发气泡成核,使得爆炸沸腾的起始温度随液膜厚度的增加而降低。构建了亲水及疏水纳米结构表面,研究了两种表面上的冷凝现象。在亲水纳米结构表面上的冷凝结果表明,较大的凹槽宽度和高度增加了冷凝面积,从而导致更多的液态原子数以及更快速的温度响应。随着凹槽高度和宽度的增加,势能达到稳定的时间更长。对于冷凝换热来说,当凹槽的宽度较小时,凹槽高度的改变,影响较小,然而当凹槽宽度较大时,高度的改变就表现出对热流密度有较大影响。进一步研究发现,当表面变得疏水时,表面上液态原子的最终数目均小于亲水表面的最终数目,且随着凹槽宽度的增大,较小高度的凹槽与较大高度的凹槽的差异越来越明显。势能随凹槽高度的增加而减小,这与亲水表面的势能变化的趋势是完全相反的。另外一个最明显的区别是凹槽高度成为一个重要的影响因素,在高度较大时不会出现冷凝。模拟研究了混合润湿超疏水表面上的液滴合并诱导弹跳现象。深入分析了条纹宽度,接触角和两个液滴中心的相对位置对弹跳速度的影响。结果表明,在混合润湿超疏水表面上的弹跳速度可以超过接触角为180°的理想表面上的极限速度。条纹宽度越大,弹跳速度越高;两种润湿性差异越小,弹跳速度越低;当较亲水条纹宽度固定时,弹跳速度将会随另一条纹宽度的增加而增加,这与固定较亲水条纹宽度而改变另一条纹宽度的速度趋势相反。
郭浩[2]（2021）在《热管内气液相分离及传热性能实验研究》文中研究指明随着新能源、5G及物联网技术的快速发展,电子设备单位体积内的散热量不断增加,为使设备的运行温度控制在合理范围内,需不断将其废热排出,电子设备的散热问题已成为制约其发展的重要瓶颈。作为一种应用广泛的换热设备,热管是解决散热瓶颈的理想工具。然而,目前传统热管存在诸多不足,难以满足集成式电子器件日益增长的散热需求。因此本文将利用新方法对热管中的传热过程进行研究,以进一步提高热管传热性能。本文采用相分离原理,在热管内构建合理的相分离结构,解决热管蒸发段内蒸气溢出与液体补充间的矛盾以及冷凝段内液膜热阻较大的问题。首先从简单的池沸腾和竖直壁面蒸气冷凝传热入手,在制备多尺度毛细芯、亲疏水条纹表面和超亲水乳突基础上,研究了相变过程中相分离的重要性。然后以多尺度毛细芯环路热管为研究对象,测试并分析了蒸发器内的相分离及相分布对环路热管传热的影响。紧接着在重力热管蒸发段和冷凝段内分别制备了毛细芯及超亲水吸液乳突,实现了蒸发段内气液的分离以及冷凝壁面上液膜的快速分离。最后通过可视化技术探究了重力热管内工质分布对运行特性的影响。主要研究工作包括以下几方面:1.相分离影响传热的机理研究:热管内包含沸腾和冷凝相变过程,在沸腾和冷凝中,气液两相的分离和分布对传热的影响及其重要。为探究相分离对沸腾和冷凝传热的影响机理。本文分别对池沸腾和平板表面的蒸气冷凝进行了深入研究。针对池沸腾中蒸气溢出和液体吸入之间的矛盾,提出使用多尺度毛细芯调节气液两相流通路径的冲突。发现使用多尺度毛细芯能够很好地实现气液两相的分离:多尺度毛细芯内的大孔为蒸气溢出提供通道,而液体从小孔吸入,保证沸腾表面液体供给,大大提升了沸腾表面的传热。针对冷凝传热中冷凝液难以脱离的问题,提出使用超亲水吸液乳突对冷凝液进行抽吸使其从冷凝壁面分离,显着提高了冷凝传热能力。发现在超亲水吸液乳突作用下,相比于普通光滑铜表面,当壁面过冷度为5.3 K时,超亲水吸液乳突可使冷凝传热系数提高83%。沸腾和冷凝传热系数的提高充分彰显了相分离原理对相变传热的影响和重要性。2.环路热管内相分离对传热特性的影响:以环路热管蒸发器为研究对象,在蒸发器内构建了多尺度毛细芯,研究了相分离对环路热管传热特性的影响规律,所述相分离不仅包括毛细芯内气液两相流动路径的分离,还包括蒸发器和补偿腔内气液两相工质的分离。前者影响毛细芯内工质的传热,后者决定了环路热管内的气液两相循环模式。结果表明,在多尺度毛细芯内:蒸气可通过颗粒间的大孔隙溢出,液体则可由小孔径对毛细芯进行润湿,这种多尺度结构中的气液相分离提高了环路热管的传热性能,降低了运行温度。相比于单一尺度毛细芯,当θ=90°,Q=220W时,运行温度降低了 4.6℃。在蒸发器和补偿腔内:气液两相的分离会对环路热管的循环模式产生影响,当补偿腔内蒸气含量增加时,热管运行呈“双循环”模式,当补偿腔被液体所占据时,补偿腔和蒸发器内气液的相分离有利于工质正常循环的建立。实验中还搭建了红外测试装置,对工质在毛细芯中的扩散过程进行了探索,发现毛细芯内液体分布对蒸发器底面温度均匀性有着重要的影响,多尺度毛细芯蒸发器的温度更加均匀,当θ=90°和Q=160 W时,多尺度毛细芯可使蒸发器底板的温度均匀性提高近42%。3.相分离式重力热管内流动与传热性能研究:重力热管内气液两相的合理分布以及冷凝段中液膜的减薄是提高传热性能的关键,因此本文使用多尺度毛细芯和超亲水乳突构建了一种相分离式重力热管,研究了重力热管内气液分离对传热特性的作用。实验结果表明,重力热管运行的稳定性主要受气液两相流动和气泡直径的影响,在蒸发段内增加毛细芯可使液体工质聚集在壁面附近而使蒸气集中在管中心,实现气液分离,抑制了蒸发段内不稳定流动的发生,并提高了液体工质分布的均匀性,强化了蒸发段的传热。当θ=90°,Q=420 W时,热管运行温度下降了 10.7℃,而在θ=60°和90°条件下,临界热流密度也分别提高了 110%和53.3%。在冷凝段内,超亲水乳突的存在实现了冷凝液膜与壁面的快速分离,强化了冷凝段传热,当Q=760W时冷凝传热系数提高了 48.4%。重力热管内工质不同,气液分布也有所不同,本文中还对自湿润流体在重力热管中的应用进行了研究,发现以水为工质时,受热区域液体分布不均匀,导致壁温均匀性较差;而以自湿润流体为工质时,受热区域内液体的含量明显增加,自湿润效果明显,有效解释了以自湿润流体为工质时,重力热管传热性能得到显着提高的原因。
梁聪[3]（2020）在《条纹状亲疏水异质表面混合冷凝传热模型》文中进行了进一步梳理冷凝传热现象普遍存在于自然界和人类生活中,是工业生产不可缺少的能量传输途径。取决于表面浸润性,冷凝传热分为膜状冷凝和滴状冷凝两种模式。亲水表面发生膜状冷凝,疏水表面发生滴状冷凝。膜状冷凝传热系数低,滴状冷凝传热系数高于膜状冷凝,但受限于表面加工技术,难以同时维持全疏水表面的高传热性和强耐久性。亲疏水条纹相间分布的异质表面发生膜状-滴状混合冷凝,引入新的液滴脱落模式,具备较大的传热提升空间。然而,异质表面冷凝传热的研究主要集中在实验方面,指导异质表面结构设计用于冷凝传热性能提升的理论研究还很缺乏。本文建立条纹状亲疏水异质表面混合冷凝传热模型,发现了异质表面冷凝传热效果优于全疏水表面的临界条件;为优化异质表面结构,提升冷凝传热性能提供了理论指导。疏水条纹发生滴状冷凝,而亲水条纹发生膜状冷凝。建立的条纹状亲疏水异质表面混合冷凝传热模型重点关注疏水条纹上冷凝液滴的脱落模式及其尺寸。异质表面亲疏水条纹边界处发生能质转移,从而影响疏水条纹上的液滴脱落模式及尺寸。（1）疏水条纹上冷凝液滴接触亲疏水分界线时,被相邻亲水条纹吸走。吸走液滴尺寸较小,滴状冷凝传热得到强化;（2）吸走液滴半径与液滴距亲疏水分界线的距离成正比;（3）增大疏水条纹宽度WDWC,条纹中央液滴脱落模式可能转换为滑动。亲水条纹从疏水条纹吸收液滴（不包含疏水条纹中央滑动脱落的液滴）,导致亲水条纹上液膜变厚,而液膜厚度是影响膜状冷凝传热的关键。因此,亲水条纹牺牲自身的传热性能,提高疏水条纹的传热性能。模型预测结果与文献中关于异质表面混合冷凝传热模型的测量数据吻合良好。随着WDWC增加,疏水条和亲水条上冷凝传热系数均降低。而当WDWC增加时,滴状冷凝相对于膜状冷凝的面积占比增加。因此,存在最优疏水条纹宽度WDWCo,使异质表面总传热系数最大。借助模型分析,本文从6种参数中找出影响WDWCo的关键因素:疏水涂层厚度δp及亲水条纹宽度WFWC。小δp与大WFWC组合参数（δp≤1 μm且WFWC≥0.7 mm）下,WDWCo=∞,异质表面冷凝传热系数总小于全疏水表面。其它组合参数（δp>1μm或WFWC≤0.7 mm）时,根据模型优化异质表面结构参数WDWC,可强化冷凝传热。WDWCo随δp减小而增大、随WFWC增大而增大。
张雷刚[4]（2019）在《不同重力条件下蒸气冷凝过程及强化传热研究》文中研究表明冷凝传热广泛应用于各工业领域,如制冷系统、空调系统、电子设备冷却、除湿系统和发电行业。在过去几十年中,冷凝传热的研究主要集中在常重力条件下的研究,近些年相变换热系统在航空航天领域取得广泛应用,微重力环境中的冷凝传热研究越来越受到国内外学者的重视。在冷凝问题中,无论是膜状冷凝还是滴状冷凝,重力作用都在其中起着重要的作用。例如,液膜沿重力方向流动并逐渐积聚,使得厚度在重力方向上不断增加;滴状冷凝中液滴的滚动及脱落也是在重力主导下完成的。因此,研究不同重力条件下的冷凝传热过程以及强化传热技术不仅对我国航天器两相流设备的研发和优化具有重要的工程指导意义,还对提高空间电子设备运行效率、节约换热设备、保证设备安全运行的有效实施具有指导作用。目前针对微重力冷凝传热的研究主要集中于地基研究,并且微重力环境中冷凝传热的强化还没有相关研究。针对上述问题的不足,本论文主要研究内容及结论如下:首先,从理论上分析了超声波在不同重力条件下加速冷凝液滴脱落的可行性,开展了超声波作用下竖直铝板表面冷凝传热的实验研究,研究了超声波功率对铝板表面液滴分布、表面覆盖率以及冷凝传热的影响。结果表明,当冷凝液滴生长到一定尺寸时,从铝板表面滚下。与无超声波作用相比,超声波加速了冷凝液滴的脱落。随着超声波功率从180W增加到900W,液滴的首次落时间提前,总脱落次数增加。铝板的热流密度和冷凝传热系数均随超声功率的增加而增大。当超声波功率为900W时,强化倍率达到了2倍以上。然而功率增大后,试验系统的经济系数有所下降。其次,提出了一种椭圆形针肋板,对不同倾角下椭圆形针肋表面的冷凝传热进行了实验研究,分析了针肋几何参数和倾角对冷凝传热的影响。实验发现针肋对冷凝液滴有一定的滞留作用,当横向肋间距较小,肋高增大后,液滴的脱落周期变小;反之,肋高的增大均使得液滴脱落周期有所增大。椭圆形针肋板的热流密度和冷凝传热系数均比平板更高。随着水平肋间距和肋高的增加,椭圆形针肋板的传热性能有所提升。当倾斜角从90°减小到30°时,热流密度和冷凝传热系数分别降低了16%和25%,且强化倍率有所下降。第三,对水平矩形通道内针肋表面的冷凝传热进行了实验研究,分析了肋几何参数、导热系数、蒸气质量流量以及制冷功率对冷凝传热的影响。结果表明,肋几何参数对冷凝传热的影响较小。当蒸气质量流量从0.17 kg/（m2·s）增加到1.67 kg/（m2·s）时,冷凝传热系数仅提升了80%左右。当制冷功率从56.4W增加到94.2W时,冷凝传热系数的增幅约20%。不同工况下针肋板的强化倍率及压降差异并不明显。第四,开展了不同重力条件下FC-72蒸气在针肋板表面的冷凝实验,分析了微重力对针肋板表面液膜分布以及气液界面分布、蒸气温度、冷凝台温度以及冷凝传热的影响。结果表明,微重力条件下,针肋表面冷凝液膜沿不同方向流动,气液界面出现明显的波动和液体爬升现象,且非稳态状态下蒸气温度有显着升高。对于准稳态状态,短时微重力导致热流密度和冷凝传热系数分别下降了18%和20%。最后,通过VOF方法数值模拟了不同重力条件下蒸气在竖直壁面上的冷凝过程,分析了蒸气流速和重力大小对冷凝传热的影响。结果表明,对于常重力和减重力,冷壁面上均形成一层较为均匀的液膜;而对于微重力,气液界面呈现出波状,且液相的波动越来越明显并沿蒸气流动方向传播。当重力垂直于壁面时,液膜随着时间的推移越积越厚。当重力作用越小时,提高蒸气流速对冷凝传热系数的改善越显着。随着蒸气流速从0.5 m/s提高到2 m/s,微重力时的冷凝传热系数相比常重力分别下降了约28%和12%。
汪希奎[5]（2019）在《仿生非均匀润湿性表面构建及其冷凝特性研究》文中研究说明气-液相变引起的冷凝结露是自然界传质传热过程中普遍存在的现象。对气-液相变行为（如水蒸气滴状冷凝）的合理控制,是近年来集水、换热和脱盐等领域普遍关注的课题。在实际工程应用中需要气-液相变可在材料表面实现快速结露并及时脱附。超疏水表面能够实现快速脱附,但其形核能垒高,表面结露行为受到抑制,难以满足快速结露的要求;亲水/超亲水的表面形核率高、结露量大,但对液滴粘附力强,露滴易形成“水膜”且难以脱附。因此,如何保证高效结露并实现露滴快速脱附,是目前相关应用领域亟待解决的课题之一。本文基于沙漠甲虫及仙人掌等生物体凝露集水行为的启发,构建了具有亲水/疏水楔形硅柱阵列的图案化非均匀润湿性表面（硅柱顶面呈亲水/疏水性,其余表面呈超疏水性）。楔形亲水/疏水硅柱阵列的设计,不仅可以强化材料表面的冷凝形核与结露效果,而且水滴在楔形表面受到的拉普拉斯压力梯度能够促进露滴定向传输,提高凝露脱附效率。重点研究了水滴在楔形图案化非均匀润湿性表面的强化结露机理、露滴动态传输和定向脱附机理,并建立了相应的数学模型。在冷凝测试中,图案化非均匀润湿性表面产生的结露量与露滴脱附量均远高于均匀超疏水涂层,且在集水测试中可获得高达11862.2 g/m2/h的集水率,相当于均匀超疏水涂层的11倍。以沙漠甲虫翅翘表面的集水结构为启发,采用无掩膜光催化技术制备了TiO2-SiO2非均匀润湿性复合涂层。结合TiO2的光催化原理,采用紫外曝光的方式促进超疏水复合涂层中TiO2表面的氟硅烷单分子层催化分解,获得具备亲水TiO2以及超疏水SiO2纳米颗粒的非均匀润湿性涂层。由于亲水TiO2纳米颗粒的存在强化了表面形核结露效率,且露滴合并释放的表面能可以引发自驱弹跳,致使优化的非均匀润湿复合涂层不仅具有较高的形核结露效率,而且露滴脱附效率也较高。结果显示,优化涂层表面可获得高达1742.9 g/m2/h的集水率,分别相当于TiO2-SiO2超疏水涂层的2倍及亲水铝片表面的5倍,起到了较好的强化集水效果。基于分子动力学原理,在陶瓷颗粒表面修饰亲水聚合物,并通过亲水颗粒杂化调控的方式,制备了具备超双疏（超疏水并且超疏油）特性的非均匀润湿性涂层。深入研究发现,采用SiC@PAA颗粒杂化调控的非均匀润湿性涂层,由于表面杂化有大量羟基,强化了涂层表面的形核结露效率,其结露量及水滴脱附量均明显高于均匀超双疏涂层,并可获得高达2742.7 g/m2/h的集水率,相当于均匀超双疏涂层的2.6倍。进一步测试发现,上述非均匀润湿性涂层还具备较好的油/水自清洁效应和融霜脱附效果,有效解决了集水表面抗污能力较差的问题,为开发成本低、工艺简单、抗污能力强、融霜易脱附并利于规模化生产的高效集水材料提供了技术支持和理论依据。采用涂层修饰的方式制备了非均匀润湿性丝线。经集水测试发现,非均匀润湿性丝线的集水率可达1.77×105 g/m2/h,相当于均匀超双疏丝线的4.7倍。进一步研究发现,水滴在非均匀润湿性丝线表面除了能够实现重力脱附及弹跳脱附之外,大水滴脱附还能引发丝线振动,致使水滴在惯性作用及丝线回弹作用等因素的影响下脱离丝线,有效提高了丝线表面的露滴脱附效率及集水效率。
牛守梓[6]（2018）在《湿蒸汽标准装置设计研究》文中进行了进一步梳理湿蒸汽,即湿饱和蒸汽,是液态水与汽态水共存的复杂两相流。湿蒸汽流量计量仪表在正式投入使用之前必须依赖实验标定和修正,湿蒸汽标准装置要为计量仪表的检定和修正提供真实的流体环境和标准信息。本课题提出以实验管段处湿蒸汽是否达到饱和态以及流体流型与工业现场的一致性两个维度来衡量标准装置的设计品质,确定了湿蒸汽标准装置设计方案并初步实现。基于涡街流量计湿气测试数据,对比含液率从0.1%增加至0.2%、0.3%时液滴直径、夹带率以及液膜厚度的变化,表明液膜厚度的增加是造成涡街失稳的主因。由于涡街流量计在湿蒸汽环境中仍能输出稳定的测量信号,得到以下结论:工业现场中湿蒸汽为环雾状流,湿蒸汽中液相主体以液滴形式存在。因此确定了以液相分布控制为湿蒸汽装置研制目标,装置中液相主体以液滴形式存在。对冷凝换热式和喷雾冷却式湿蒸汽标准装置中液相分布规律展开对比研究,讨论了两类装置液滴产生机理,在分析液滴粒径影响因素的基础上得到了粒径控制方法。冷凝换热式标准装置采用滴状冷凝的形式,当蒸汽流速大于10m/s,蒸汽对液滴的拖拽力在液滴脱落过程中起主导作用,液滴脱落直径小于2mm。喷雾冷却式标准装置通过对喷嘴孔径和加压压力的合理选择使得雾化液滴直径小于300μm。最终标准装置类型定为喷雾冷却式。为保证实验管段处汽液相达到平衡态形成稳定的湿蒸汽,展开液滴随蒸汽运动过程研究。应用Cheng阻力系数模型和Pasamehmetoglu&Nelson热传导模型,以装置需求为目标,确定液滴达到动热平衡的条件为速度温度与蒸汽相差10%和1%,计算了液滴速度温度达到稳定所需时间,得到湿蒸汽发展直管段长度,确定被检表安装位置。基于上述理论分析,选择0.7mm孔径压力喷嘴和可加压1MPa的齿轮泵实现喷雾冷却系统。将喷雾冷却系统安装于过热蒸汽装置主管路,实现喷雾冷却式湿蒸汽标准装置,实验管段位于喷嘴后3米。在该装置上运行测试,获得管路各部位压力温度信息,分析实验管段处涡街流量计状态。与冷凝换热式标准装置测试结果对比表明,本课题设计的喷雾冷却式标准装置的实验管段处湿蒸汽达到饱和,涡街流量计工作正常。
胡少波[7]（2016）在《大接触角滞后组合表面液滴运动及传热特性》文中研究说明从上世纪Schmidt发现滴状冷凝这种高效换热方式以来,许多研究者在滴状冷凝的传热机理、滴状冷凝的功能材料制备、以及滴状冷凝的工业化应用等方面进行了大量研究。滴状冷凝的促进层寿命问题是阻碍滴状冷凝传热过程工业化应用的主要问题。同时在研究过程中发现促进层的局部脱落可以形成一种润湿特性组合表面,一定程度上可以提高传热效率。本文基于组合表面的概念,旨在研究大接触角滞后体系对冷凝液滴运动特性和传热性能的影响,试图为滴状冷凝的工业应用提供一定的数据支撑和理论依据。本文主要实验研究了具有不同润湿特性的超疏水表面和组合表面的冷凝传热过程,具体考察了大接触角滞后对滴状冷凝传热过程的影响。首先在紫铜表面上制备有机复合超疏水表面,实验研究了此表面上稳定的蒸汽滴状冷凝过程；另外按特定方式对表面进行分割组合形成具有不同润湿特性区域的组合表面,研究组合方式对水蒸汽冷凝传热的影响,主要考虑接触角滞后对冷凝体系的影响。利用不同的刻蚀程度在超疏水表面上形成不同接触角滞后的方法研究接触角滞后对冷凝过程液滴运动特性和传热性能的影响。通过超疏水表面刻蚀程度的设计进而实现对接触角滞后的调控,同时利用不同的组合表面实现壁面平均自由能的调控,总结出不同分割组合区域的宽度对液滴尺寸的调控规律；并结合润湿性能不同的组合表面的冷凝传热实验,分析了不同接触角滞后对于超疏水-疏水组合表面传热的影响,发现大接触角滞后可以促进液滴抽吸,加快组合表面中疏水区域的表面更新,最终达到强化传热的效果。
刘修良[8]（2016）在《冷凝问题的格子Boltzmann模拟、理论改进及其电场强化的实验研究》文中进行了进一步梳理蒸汽冷凝的传热特性及其强化技术的研究一直都是国际传热界关注的热点之一,已有的研究表明,蒸汽冷凝是一个复杂的多尺度相变传热问题,特别是滴状冷凝,涉及到的长度尺度从纳米量级（液滴成核半径）延伸到毫米量级（液滴脱离半径）,跨越了六个数量级。因此,虽然对冷凝相变传热问题的研究已经持续近百年的时间,但关于它的传热机理还有许多问题等待解决。本文将结合数值模拟、理论改进及实验探索这三种手段对冷凝问题进行全面的研究,数值模拟基于介观格子Boltzmann方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）,不仅模拟竖直冷壁面上的膜状冷凝和滴状冷凝过程,而且研究超疏水粗糙结构表面上冷凝液滴合并后弹跳的现象;理论分析将从液滴成核半径、液滴成核时的传热率、液滴成核密度及热流密度这四个方面对滴状冷凝的传热理论进行改进;实验探索将对电场强化湿空气冷凝的过程进行可视化观测,并对该过程中,液滴的成核进行了理论分析,揭示了电场强化湿空气冷凝的机理。具体的研究内容包括:1.采用格子Boltzmann汽液相变模型模拟膜状冷凝和滴状冷凝过程。首先,利用新近发展的格子Boltzmann相变模型研究竖直冷壁面上的膜状冷凝过程,通过将格子Boltzmann方法模拟膜状冷凝得到的结果与Nusselt理论解和之前基于边界层假设得到的结果进行对比,不仅能评估格子Boltzmann汽液相变模型的准确性和对于相变问题的适用性,而且能够验证之前理论解的某些假设。格子Boltzmann方法的优势在于它能够很方便的考虑膜状冷凝过程中液膜附近汽液界面上的剪切作用,不需要特殊处理,而Nusselt膜状冷凝的理论解忽略了蒸汽对冷凝液膜传热及流动的影响,汽液界面之间是不连续的,因此得到的结果误差比较大;另一方面,基于边界层假设的数值方法,在考虑汽液界面速度连续性时,求解过程比较复杂。随后,本文利用格子Boltzmann方法的相变模型首次对滴状冷凝过程中液滴成核、生长、变形及脱离等动态行为进行研究,探讨接触角对这些过程的影响,并且分析这些过程中热流密度的变化,发现液滴在成核时热流密度迅速上升,这是由于液滴成核伴随着热量的传递导致的。2.LBM模拟超疏水表面上冷凝液滴合并后弹跳的现象。采用多松弛（multiple relaxation time,MRT）LBM模型对超疏水粗糙结构表面上液滴合并后的弹跳这一热点问题进行三维模拟,分析该过程的能量转化机理,并考察该过程中液滴与壁面的相互作用,发现壁面对液滴有向上的反作用,将液滴流场中向下的速度方向转换成向上,并最终使液滴弹跳,离开壁面。将模拟得到的液滴弹跳速度与文献中已有的实验数据进行对比,首次探讨了粗糙结构的形貌对液滴合并及弹跳过程的影响,解释了不同实验关于液滴弹跳速度的巨大差异。结果表明,粗糙结构间距较小时,液滴与壁面之间的粘附力较大,从而降低了液滴的弹跳速度;粗糙结构间距较大时,液滴容易陷入粗糙结构内,导致弹跳速度偏小。3.滴状冷凝传热理论的改进。滴状冷凝传热理论的要素包含两个方面:单个液滴的传热及液滴大小分布规律。本文结合单个液滴的传热模型,考虑了疏水涂层的热阻、液滴自身导热的热阻、汽液界面的热阻及液滴曲率引起的热阻等因素的影响,从液滴成核过程中可用能（availability,也称为“?”,exergy）变化的角度,通过热力学分析,得到冷凝过程中液滴的成核半径。第一次提出了液滴成核时传热率不为零,在传统的滴状冷凝传热理论中,液滴成核时传热率为零,因此从没研究过该问题;而且在本文前面使用LBM模拟滴状冷凝的过程中,发现液滴在成核时热流密度迅速上升,这一结果也从另一角度验证了液滴成核时传热率的存在。同时,在之前文献中关于液滴成核密度预测公式的基础上,建立了液滴成核密度与成核半径之间的关系。随后结合之前的滴状冷凝传热理论,得到滴状冷凝过程的热流密度。并且,本文分析了壁面过冷度、接触角、疏水涂层的厚度和导热系数及饱和蒸汽压力等对液滴成核半径、液滴成核时传热率、液滴的成核密度和冷凝过程中热流密度的影响。4.电场强化湿空气冷凝的可视化研究及理论分析。通过可视化方法研究了不同电场强度下湿空气的冷凝过程,分析了高压电场对液滴成核密度、液滴生长速率、冷凝液覆盖率和液滴大小分布规律等的影响。结果表明,高压电场能减小蒸汽发生相变的能量壁垒,从而增加液滴的成核密度,加速液滴的生长,提高冷凝液的覆盖率,加剧蒸汽发生冷凝相变的过程,而且使小液滴的重新成核概率大大增加,导致小液滴数目所占的比例增大。并且,在前面液滴成核理论分析的基础上,研究了电场作用下湿空气冷凝过程中,液滴成核的能量壁垒和液滴的成核半径随外加电场强度的变化关系。结果表明当电场强度增大时,液滴成核的能量壁垒减小,液滴的成核半径变小,理论分析表明电场能够促进液滴的成核,这与上述可视化实验的结果是一致的。本文的工作不仅为冷凝问题的数值模拟开拓了新思路和新的研究方向,而且对之前文献中滴状冷凝传热理论的不足进行了改进,同时通过实验手段探索了强化蒸汽冷凝的方法。
齐隽楠[9]（2015）在《疏水表面蒸汽滴状凝结传热的实验研究》文中提出蒸汽凝结传热过程在石油、化工、航天、动力及制冷空调等领域都有广泛的应用,其换热性能的强化对节约能源、节省原材料及工程费用等方面具有重要意义。滴状凝结传热由于具有较膜状凝结高出数倍乃至数十倍的传热系数,受到学术界和工程应用领域的广泛关注。在当今世界能源日益紧张的情况下,如何对凝结表面进行改性使其能够长时间维持滴状凝结,成为众多学者们深入研究的热点问题之一。本文在搭建了可视化凝结传热实验台的基础上,通过实验对两种不同表面上的凝结传热性能、液滴动态特性进行了研究。利用分子自组装膜技术在紫铜表面上制备了铜基十八烷基硫醇光滑疏水表面以及辊压转移技术在同一种紫铜表面上制备了铜基单层石墨烯表面。采用自行编制的接触角测量程序测量去离子水在两种表面上的接触角,凝结实验前十八烷基硫醇分子自组装膜的静态接触角为108.5。,单层石墨烯膜表面的静态接触角为89.70。采用Visual Basice语言编制了程序对ROSE滴状凝结模型进行计算,由计算结果可以对比出与Rose本人的计算值与其实验值相符。分析计算了在不同过冷度（0.5-20K）和不同压力条件（5、10、20、30、40、50、60、80及101 kPa）下,光滑疏水表面的传热通量及传热系数的变化趋势：在相同的实验条件下,在同一过冷度下,系统压力越高,传热通量与传热系数也越大。同一实验条件,同一·蒸汽压力下,传热通量随过冷度的增大而提高,传热系数随过冷度的增大而下降,且随着过冷度的增大,传热系数下降的趋势逐渐缓慢。这主要是因为当蒸汽压力较高时,实验系统中单位体积的蒸汽量较多,参与凝结的蒸汽量充足；且压力高时,凝结液滴与蒸气之间的气一液界面热阻也相应较小,传热性能较好。实验研究了在系统压力为40 kPa、过冷度为1-26 K、冷却水流量为11/min的条件下,水蒸汽在两种表面上的凝结传热特性。结果表明,两个表面上的凝结传热通量和凝结换热系数随过冷度的变化表现出相同的趋势,传热通量随着过冷度的增大而增大,传热系数则随着过冷度的增大而下降。由实验中高速摄像拍摄到的表面状况可知,水蒸汽在铜基十八烷基硫醇分子自组装膜表面上形成滴状凝结,在铜基单层石墨烯膜表面上的凝结形态则呈现滴膜共存状态,且水蒸汽在石墨烯表面上凝结时凝结液滴接触角滞后效应非常明显,接触角较小。因此在相同的实验条件下,十八烷基硫醇光滑疏水表面的传热通量是单层石墨烯表面传热通量的1.6倍,且在过冷度较小（小于2K）的情况下,疏水表面的传热通量可达石墨烯表面传热通量的2-3倍。
彭本利[10]（2014）在《液滴动态特性调控强化冷凝传热的研究和LB模拟》文中研究表明蒸汽冷凝由于释放大量潜热具有较高的传热性能而广泛地应用于石油化工、制冷、发电、电子、核工业以及航空航天等领域。滴状冷凝由于具有比膜状冷凝高一个数量级的传热性能而受到研究者的青睐。固液和汽液界面效应是影响蒸汽冷凝模式及研发冷凝传热过程强化方法的出发点和关键。对于给定的冷凝表面,液滴的脱落尺寸或最大尺寸是影响滴状冷凝传热性能最重要的因素之一,减小液滴的最大尺寸和加快液滴的运动是强化滴状冷凝传热的有效方式。本论文利用组合表面调控液滴的尺寸和运动,实现滴状冷凝传热的强化。结合实验观测、理论分析和数值模拟,从固液界面和汽液界面效应出发,考察了表面构型和表面润湿性对液滴的尺寸及其分布和运动的调控机理,研究了液滴动态特性影响蒸汽冷凝传热的机制和传热强化的影响因素。实验观测了不同疏水-亲水组合表面上蒸汽冷凝时疏水区液滴的运动特性、最大尺寸以及尺寸分布,刻画了组合表面的组合方式对液滴动态特性的调控机制。结果发现随着疏水区宽度的增加,疏水区液滴的移除方式会发生相应的变化。当疏水区宽度小于完全滴状冷凝液滴脱落直径时,在亲水区液膜的作用下,疏水区液滴以自发地向亲水区迁移的单一方式移除。而当疏水区宽度增加到与完全滴状冷凝液滴脱落直径相当时,液滴的移除存在两种方式,一种是向亲水区自发地迁移,另一种则是在重力下脱落。但在液滴脱落过程中,只要液滴与亲水区液膜接触,液滴仍然会向亲水区迁移。疏水区最大液滴半径随疏水区宽度的减小而减小,但小于几何关系计算值。同时发现,随着疏水区宽度的减小,疏水区小液滴数密度增加,改善了疏水区液滴的尺寸分布。实验观测了超疏水-疏水组合表面蒸汽冷凝过程中液滴的运动特性。结果发现,超疏水区液滴处于表面粘附大的Wenzel润湿形态,疏水区液滴在超疏水区液滴的作用下向超疏水区做定向迁移。疏水区液滴尺寸由疏水区宽度调控。实验研究了疏水-亲水组合表面和超疏水-疏水组合表面上常压蒸汽的冷凝传热性能。结果显示,随着疏水区宽度的增加,疏水-亲水组合表面的蒸汽冷凝传热性能先增加后减小,疏水区宽度存在最优值；随着亲水区宽度的增加,组合表面传热性能降低。当疏水区和亲水区宽度设计合适时,疏水-亲水组合表面蒸汽冷凝传热性能高于完全疏水表面的滴状冷凝传热性能。超疏水-疏水组合表面蒸汽冷凝传热性能随疏水区面积分率的增加而增加,并且高于相同条件下完全超疏水和疏水表面蒸汽冷凝传热性能的面积加权平均值,说明超疏水-疏水组合表面通过调节液滴的尺寸和移除方式强化了疏水区的冷凝传热。基于滴状冷凝传热性能影响因素的分析结果,结合滴状冷凝和膜状冷凝传热模型,分析了滴状-膜状组合表面上蒸汽冷凝传热性能的强化机理和影响因素。考察了滴状区宽度对滴状区传热性能、膜状区液膜厚度和膜状区传热性能的影响,同时考虑了膜状区宽度、表面过冷度、表面接触角和接触角滞后对滴状-膜状组合表面传热性能的影响。分析结果表明,滴状-膜状组合表面蒸汽冷凝传热性能随着滴状区宽度的增加呈现先增加后减小的趋势,存在最优的滴状区宽度,随着膜状区宽度的增加而降低,与实验结果吻合良好。通过优化区域组合方式,疏水-亲水组合表面蒸汽冷凝传热性能可超过完全疏水表面的滴状冷凝传热性能,而且组合表面更适用于表面过冷度较低、接触角较小和接触角滞后较大的蒸汽冷凝传热强化。实验研究了超疏水表面上具有相同尺寸两液滴的合并过程及其诱导的液滴弹跳高度。利用自由能格子Boltzmann模型得到液滴合并过程的速度分布和能量转换情况,结合传统的能量分析法分析了超疏水表面液滴合并诱导的液滴弹跳现象。发现修正模型能够很好地预测合并液滴的初次弹跳高度和初始弹跳速度,有助于深入理解超疏水表面液滴合并诱导的液滴弹跳现象。利用自由能格子Boltzmann方法模拟了固体表面上液滴的合并过程,分析了液滴合并过程固液界面和汽液界面形状的演化以及合并过程中流场的演化。结果表明,随着固体表面接触角的增加,液滴合并对周围汽相扰动增强。考察了蒸汽速度对液滴在固体表面的变形和运动情况的影响,结果表明,蒸汽速度和固体表面接触角越大,液滴变形越大,接触线运动速度越大；对外加力场影响固体表面液滴的变形和运动的模拟结果表明,随着外力加速度和固体表面接触角的增加,液滴变形和运动速度增加,对汽相的扰动增强。模拟结果为冷凝液滴合并诱导的液滴表面温度分布、蒸汽速度和液滴运动强化冷凝传热提供了定性或半定量的解释。
二、冷凝器滴状冷凝的动态描述及接触角的选择（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、冷凝器滴状冷凝的动态描述及接触角的选择（论文提纲范文）
（1）微结构表面上气液相变换热的分子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.1.1 沸腾现象 |
| 1.1.2 冷凝现象 |
| 1.2 核化沸腾的研究现状 |
| 1.2.1 沸腾换热曲线 |
| 1.2.2 气泡成核理论 |
| 1.2.3 润湿性对沸腾换热影响的研究现状 |
| 1.3 冷凝的研究现状 |
| 1.3.1 冷凝的概述 |
| 1.3.2 冷凝强化的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 分子动力学模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子动力学方法基本原理 |
| 2.3 时间积分算法 |
| 2.4 原子间相互作用势 |
| 2.5 系综 |
| 2.6 边界条件 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 平表面和纳米结构表面上的爆炸沸腾现象研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型及模拟细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 平表面上的爆炸沸腾 |
| 3.3.2 纳米结构表面上的爆炸沸腾 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 混合润湿表面对爆炸沸腾的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型及模拟细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 疏水涂层的影响 |
| 4.3.2 纳米柱宽及液膜厚度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 润湿性和纳米结构对冷凝的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型及模拟细节 |
| 5.3 亲水纳米结构表面上的冷凝 |
| 5.3.1 纳米结构对冷凝现象的影响 |
| 5.3.2 纳米结构对冷凝影响的能量分析 |
| 5.4 疏水纳米结构表面上的冷凝 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 混合润湿超疏水表面对液滴移除的促进作用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型及模拟细节 |
| 6.3 模拟结果与讨论 |
| 6.3.1 条带宽度同步变化对弹跳速度的影响规律 |
| 6.3.2 两液滴中心移动长度对弹跳速度的影响规律 |
| 6.3.3 条带宽度不等对弹跳速度的影响规律 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）热管内气液相分离及传热性能实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 热管简介 |
| 1.2.1 热管工作原理 |
| 1.2.2 平板热管 |
| 1.2.3 环路热管 |
| 1.2.4 重力热管 |
| 1.3 相变传热及相分离原理的应用 |
| 1.3.1 工质气化过程 |
| 1.3.2 微纳结构强化沸腾 |
| 1.3.3 相分离技术强化沸腾传热 |
| 1.4 相分离原理在冷凝过程中的应用 |
| 1.4.1 冷凝过程 |
| 1.4.2 相分离技术强化冷凝传热 |
| 1.5 热管传热强化及相分离原理的应用 |
| 1.5.1 微纳结构及超亲水改性强化热管传热 |
| 1.5.2 相分离技术在热管传热强化中的应用 |
| 1.6 本论文研究目的与内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 相变传热中的相分离研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 池沸腾实验 |
| 2.2.1 实验系统 |
| 2.2.2 换热表面的制备及表征 |
| 2.2.3 实验数据处理及分析 |
| 2.3 冷凝实验 |
| 2.3.1 实验系统 |
| 2.3.2 表面制备 |
| 2.3.3 数据处理 |
| 2.3.4 相分离冷凝表面传热性能对比 |
| 2.3.5 冷凝表面液膜脱离可视化分析 |
| 2.3.6 液体分离过程分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 环路热管内相分离及对传热特性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 环路热管实验系统搭建 |
| 3.2.1 系统组成 |
| 3.2.2 蒸发器制作 |
| 3.3 毛细芯吸液性能表征 |
| 3.4 环路热管传热实验及数据处理 |
| 3.5 结果讨论 |
| 3.5.1 毛细芯内气液分离对环路热管运行温度的影响 |
| 3.5.2 环路热管运行热阻 |
| 3.5.3 气液分离对环路热管运行模式的影响 |
| 3.5.4 工质分布对温度均匀性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 相分离式重力热管传热研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 重力热管实验系统及数据处理 |
| 4.2.1 系统搭建 |
| 4.2.2 数据处理 |
| 4.3 结果讨论 |
| 4.3.1 传统重力热管中的流动不稳定性问题 |
| 4.3.2 蒸发段内毛细芯实现气液分离 |
| 4.3.3 吸液乳突实现冷凝壁面液膜的分离 |
| 4.3.4 自湿润流体优化气液分离及分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 论文主要结论 |
| 5.1.1 相分离对传热过程影响的机理研究 |
| 5.1.2 环路热管内相分离及传热特性研究 |
| 5.1.3 相分离式重力热管传热特性研究 |
| 5.2 论文研究意义及创新点 |
| 5.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）条纹状亲疏水异质表面混合冷凝传热模型（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 冷凝研究概述 |
| 1.2.1 膜状冷凝 |
| 1.2.2 滴状冷凝 |
| 1.3 纳米超疏水表面滴状冷凝 |
| 1.4 亲疏水匹配冷凝 |
| 1.5 本文研究方法和内容 |
| 第2章 异质表面混合冷凝传热模型 |
| 2.1 液滴脱落新模式 |
| 2.2 疏水条纹区域液滴脱落模式及尺寸 |
| 2.3 疏水条纹区滴状冷凝 |
| 2.4 亲水条纹区膜状冷凝 |
| 2.5 条纹状亲疏水异质表面混合冷凝传热性能 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 模型的验证 |
| 3.1 模型假设条件修正的合理性 |
| 3.2 模型假设条件修正的准确性: 与实验数据比较 |
| 3.3 模型假设条件修正的必要性: 与现有模型比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 最优疏水条纹宽度的影响因素 |
| 4.1 存在最优疏水条纹宽度的机理 |
| 4.2 运行参数对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.2.1 过冷度对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.2.2 蒸汽饱和温度对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.3 浸润性参数对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.3.1 平衡接触角对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.3.2 接触角滞后对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.4 结构参数对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.4.1 疏水涂层厚度对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.4.2 亲水条纹宽度对最优疏水条纹宽度的影响 |
| 4.5 冷凝异质表面使用及设计建议 |
| 4.6 条纹状亲疏水异质表面的工业应用及建议 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（4）不同重力条件下蒸气冷凝过程及强化传热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微重力冷凝传热研究现状 |
| 1.2.2 主动式强化传热研究现状 |
| 1.2.3 被动式强化传热研究现状 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 第二章 空间冷凝主动式强化传热研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声波强化冷凝传热的可行性分析 |
| 2.2.1 超声波作用机理 |
| 2.2.2 超声波强化传热基本理论 |
| 2.2.3 超声波去除冷凝液效果的影响因素 |
| 2.2.4 超声波强化冷凝传热效果评价 |
| 2.3 超声波作用下冷凝传热的试验研究 |
| 2.3.1 试验装置及主要设备 |
| 2.3.2 试验方案设计 |
| 2.3.3 试验数据处理 |
| 2.3.4 试验结果及讨论 |
| 2.4 微重力条件下超声波强化冷凝的可行性分析 |
| 2.4.1 微重力下液滴受力分析 |
| 2.4.2 微重力下超声波作用机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 空间冷凝被动式强化传热研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 被动式强化传热分析 |
| 3.2.1 膜状冷凝强化思路 |
| 3.2.2 椭圆形肋对冷凝液的滞留作用分析 |
| 3.3 针肋表面冷凝传热实验原理和方法 |
| 3.3.1 实验装置及主要设备 |
| 3.3.2 实验方案设计 |
| 3.3.3 实验数据处理 |
| 3.4 针肋表面冷凝液滴分布特性研究 |
| 3.4.1 针肋表面冷凝液滴的可视化分析 |
| 3.4.2 针肋板表面冷凝液滴受力分析 |
| 3.4.3 针肋板表面覆盖率对比 |
| 3.4.4 针肋板表面液滴脱落周期对比 |
| 3.5 针肋表面冷凝传热特性研究 |
| 3.5.1 竖直平板上的冷凝传热 |
| 3.5.2 水平肋间距及肋高对冷凝传热的影响 |
| 3.5.3 倾斜角对冷凝传热的影响 |
| 3.5.4 水平肋间距及肋高对强化倍率的影响 |
| 3.5.5 倾斜角对强化倍率的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 蒸气在水平针肋表面冷凝传热的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置及数据处理 |
| 4.2.1 实验装置及主要设备 |
| 4.2.2 实验方案设计 |
| 4.2.3 实验数据处理及误差分析 |
| 4.2.4 实验系统的可靠性验证 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 可视化分析 |
| 4.3.2 局部冷凝传热系数分析 |
| 4.3.3 肋几何参数对冷凝传热的影响 |
| 4.3.4 导热系数对冷凝传热的影响 |
| 4.3.5 质量流量对冷凝传热的影响 |
| 4.3.6 制冷功率对冷凝传热的影响 |
| 4.3.7 强化倍率分析 |
| 4.3.8 压降分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同重力条件下竖直针肋表面冷凝传热的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 落塔实验设备及原理 |
| 5.2.1 实验装置及主要设备 |
| 5.2.2 落塔实验方案 |
| 5.3 实验装置及数据处理 |
| 5.3.1 实验系统的设计与搭建 |
| 5.3.2 实验方案设计 |
| 5.3.3 实验数据处理及误差分析 |
| 5.3.4 实验系统的可靠性验证 |
| 5.4 地面实验结果 |
| 5.4.1 可视化分析 |
| 5.4.2 局部传热系数分析 |
| 5.4.3 肋几何参数对冷凝传热的影响 |
| 5.4.4 导热系数对冷凝传热的影响 |
| 5.4.5 质量流量对冷凝传热的影响 |
| 5.4.6 强化倍率 |
| 5.5 落塔实验结果 |
| 5.5.1 可视化分析 |
| 5.5.2 微重力对蒸气温度的影响 |
| 5.5.3 微重力对冷凝基底温度的影响 |
| 5.5.4 冷凝传热分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 不同重力条件下蒸气冷凝传热的数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值模型 |
| 6.2.1 VOF模型 |
| 6.2.2 表面张力和壁面粘附模型 |
| 6.2.3 相变模型 |
| 6.2.4 边界条件及求解方法 |
| 6.3 数值模拟结果 |
| 6.3.1 重力对冷凝过程的影响 |
| 6.3.2 蒸气流速对冷凝传热的影响 |
| 6.3.3 重力大小对冷凝传热的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文研究工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 进一步研究的设想与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的主要学术成果 |
（5）仿生非均匀润湿性表面构建及其冷凝特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体表面润湿理论 |
| 1.2.1 Wenzel模型 |
| 1.2.2 Cassie模型 |
| 1.2.3 Wenzel状态与Cassie状态之间的转换 |
| 1.2.4 动态润湿模型 |
| 1.2.5 其它理论模型 |
| 1.3 非均匀润湿性表面的主要特性及其应用领域 |
| 1.3.1 非均匀润湿性表面的主要特性 |
| 1.3.2 非均匀润湿性表面的应用研究 |
| 1.4 非均匀润湿性表面的研究现状 |
| 1.4.1 非均匀润湿性表面研究现状 |
| 1.4.2 非均匀润湿性表面的制备技术 |
| 1.5 研究意义及研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 工艺路线与研究方法 |
| 2.1 工艺路线 |
| 2.2 试验材料与仪器 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验仪器 |
| 2.3 非均匀润湿性表面的制备技术 |
| 2.3.1 反应离子刻蚀技术构建图案化非均匀润湿性表面 |
| 2.3.2 光催化化制备非均匀润湿性涂层 |
| 2.3.3 颗粒杂化制备非均匀润湿性涂层 |
| 2.3.4 树脂包覆颗粒杂化的非均匀润湿性涂层 |
| 2.4 表征与测试 |
| 2.4.1 润湿性测试 |
| 2.4.2 冷凝性能测试 |
| 2.4.3 集水性能测试 |
| 2.4.4 自清洁测试 |
| 2.4.5 性能稳定性测试 |
| 第三章 图案化非均匀润湿性表面的构建及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 图案化非均匀润湿性表面的制备 |
| 3.2.1 图案化表面结构的设计及构建 |
| 3.2.2 表面特征与润湿性 |
| 3.2.3 表面化学成分表征 |
| 3.3 非均匀润湿性表面的冷凝特性 |
| 3.3.1 光学体视下的冷凝实验表征 |
| 3.3.2 环扫条件下的冷凝实验表征 |
| 3.3.3 楔形图案化非均匀润湿性表面的水滴脱附机理 |
| 3.3.4 楔形图案化非均匀润湿性表面的动态传输特性及其机理 |
| 3.4 图案化非均匀润湿性表面的高效集水特性及其机理 |
| 3.4.1 图案化非均匀润湿性表面的集水实验设计 |
| 3.4.2 图案化非均匀润湿性表面的结构优化设计 |
| 3.4.3 图案化非均匀润湿性表面的硅柱润湿性优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 光催化非均匀润湿性涂层的制备及其冷凝特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光催化非均匀润湿性涂层的表面形貌及其润湿性能 |
| 4.2.1 表面形貌 |
| 4.2.2 表面元素成分 |
| 4.2.3 表面润湿性 |
| 4.3 光催化非均匀润湿性表面的冷凝特性 |
| 4.3.1 冷凝结露特性 |
| 4.3.2 冷凝露滴的分布统计 |
| 4.3.3 冷凝露滴的自驱弹跳行为 |
| 4.4 光催化非均匀润湿性表面的露滴脱附机理及集水性能 |
| 4.4.1 冷凝露滴的脱附机理及分析 |
| 4.4.2 集水性能测试 |
| 4.5 光催化非均匀润湿性涂层表面的稳定性测试 |
| 4.5.1 稳定性测试 |
| 4.5.2 自清洁性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 超双疏非均匀润湿性涂层的制备及其冷凝特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超双疏非均匀润湿性涂层的表面形貌及其润湿性 |
| 5.2.1 表面形貌 |
| 5.2.2 表面元素成分 |
| 5.2.3 表面润湿性 |
| 5.3 超双疏非均匀润湿性涂层表面的冷凝特性 |
| 5.3.1 冷凝结露特性 |
| 5.3.2 露滴脱附特性及其机理 |
| 5.4 超双疏非均匀润湿性涂层表面的集水特性 |
| 5.4.1 雾流撞击条件下的集水测试 |
| 5.4.2 湿度变化条件下的集水测试 |
| 5.5 超双疏涂层表面的油/水自清洁效应 |
| 5.5.1 油自清洁效应 |
| 5.5.2 水自清洁效应 |
| 5.6 非均匀润湿性涂层表面的融霜脱附特性研究 |
| 5.6.1 颗粒杂化非均匀润湿性涂层表面的融霜脱附特性 |
| 5.6.2 图案化非均匀润湿性表面的融霜脱附特性 |
| 5.6.3 非均匀润湿性表面的融霜脱附机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 非均匀润湿性纤维的制备及其集水特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 非均匀润湿性纤维的制备技术及其表面性能 |
| 6.2.1 制备技术 |
| 6.2.2 表面形貌 |
| 6.2.3 表面润湿性 |
| 6.3 非均匀润湿性丝线表面的露滴脱附机理特 |
| 6.3.1 不同丝线上的水滴脱附形式 |
| 6.3.2 丝线振动脱附机理 |
| 6.4 非均匀润湿性丝线的集水特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和其他成果 |
（6）湿蒸汽标准装置设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 湿蒸汽物理特性与流型变化 |
| 1.2.1 湿蒸汽物理特性 |
| 1.2.2 湿蒸汽流型变化 |
| 1.3 湿蒸汽标准装置的国内外研究现状 |
| 1.3.1 冷凝换热式湿蒸汽标准装置 |
| 1.3.2 喷雾冷却式湿蒸汽标准装置 |
| 1.4 创新点与研究内容 |
| 第2章 基于涡街失稳现象的湿蒸汽液相分布规律研究 |
| 2.1 涡街流量计基本工作原理 |
| 2.2 低含液率下涡街流量计测量偏差分析 |
| 2.3 低含液率下涡街稳定性分析 |
| 2.4 结论 |
| 第3章 冷凝换热式湿蒸汽标准装置液相分布研究 |
| 3.1 实验管段干度计算方法 |
| 3.2 冷凝换热的形式与分类 |
| 3.3 滴状冷凝的实现 |
| 3.4 滴状冷凝液滴初始粒径研究 |
| 3.4.1 基于受力平衡的液滴脱落尺寸计算 |
| 3.4.2 两个模型竖直壁面脱落粒径计算结果对比 |
| 3.4.3 蒸汽流动时竖直与水平壁面液滴脱落直径对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 喷雾冷却式湿蒸汽标准装置液相分布研究 |
| 4.1 实验管段干度计算方法 |
| 4.2 喷嘴种类及其特性 |
| 4.2.1 两相流喷嘴 |
| 4.2.2 旋转喷嘴 |
| 4.2.3 压力喷嘴 |
| 4.3 喷嘴类别选择与雾化液滴粒径范围 |
| 4.4 湿蒸汽标准装置类别选择 |
| 第5章 蒸汽中液滴运动与传热过程研究 |
| 5.1 液滴在蒸汽环境中运动过程研究 |
| 5.1.1 夹带液滴受力分析 |
| 5.1.2 夹带液滴动平衡时间计算 |
| 5.1.3 阻力系数模型选择与动平衡定义 |
| 5.2 液滴与蒸汽传热平衡时间计算 |
| 5.2.1 传热模型 |
| 5.2.2 传热模型对比与热平衡定义 |
| 5.3 蒸汽中夹带液滴状态计算软件 |
| 5.3.1 软件功能概述 |
| 5.3.2 软件实现思路 |
| 5.3.3 计算结果范例 |
| 第6章 喷雾冷却式湿蒸汽标准装置设计与实验 |
| 6.1 过热蒸汽标准装置介绍 |
| 6.2 喷雾冷却环节设计 |
| 6.2.1 结构设计 |
| 6.2.2 喷嘴选择 |
| 6.2.3 直管段长度计算 |
| 6.3 实验数据与分析 |
| 6.3.1 实验装置与流程 |
| 6.3.2 实验管段处蒸汽状态分析 |
| 6.3.3 被检涡街流量计信号分析 |
| 6.4 两类湿蒸汽标准装置实验对比 |
| 6.4.1 冷凝换热式湿蒸汽装置介绍 |
| 6.4.2 实验管段处流体状态对比分析 |
| 6.4.3 被检涡街流量计信号对比分析 |
| 6.5 装置优化分析 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）大接触角滞后组合表面液滴运动及传热特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 接触角与附着液滴 |
| 1.2 冷凝形态的划分 |
| 1.3 滴状冷凝促进层 |
| 1.4 滴状冷凝过程液滴特性 |
| 1.5 滴状冷凝传热经典理论模型分析 |
| 1.6 论文主要设计思路与研究内容 |
| 2 表面制备和实验方法 |
| 2.1 冷凝表面的制备与表征 |
| 2.1.1 疏水表面制备方法 |
| 2.1.2 超疏水表面制备方法 |
| 2.1.3 不同刻蚀时间表面制备 |
| 2.1.4 大接触角滞后组合表面制备 |
| 2.1.5 表面表征以及特性 |
| 2.2 竖壁面常压蒸汽冷凝实验装置与流程 |
| 2.2.1 竖壁面常压蒸汽冷凝实验装置与流程 |
| 2.2.2 竖壁面常压蒸汽冷凝实验操作 |
| 2.3 实验数据处理与误差 |
| 2.3.1 实验数据处理方法 |
| 2.3.2 实验数据误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 大接触角滞后组合表面液滴特性及冷凝传热的实验研究 |
| 3.1 大接触角滞后超疏水-疏水组合表面液滴运动特性及尺寸分布 |
| 3.1.1 大接触角滞后组合表面对液滴运动特性影响 |
| 3.1.2 大接触角滞后组合表面对液滴半径影响 |
| 3.1.3 大接触角滞后组合表面对液滴尺寸分布影响 |
| 3.2 大接触角滞后对蒸汽冷凝传热性能的影响 |
| 3.2.1 大接触角滞后对纯表面的传热影响 |
| 3.2.2 大接触角滞后对超疏水-疏水组合表面的传热影响 |
| 3.3 组合表面对蒸汽冷凝传热的强化特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 组合表面传热强化的滴状冷凝传热模型分析 |
| 4.1 经典滴状超疏水冷凝传热模型 |
| 4.1.1 单个液滴的传热模型 |
| 4.1.2 液滴尺寸分布 |
| 4.1.3 滴状冷凝传热通量 |
| 4.2 模型分析对滴状冷凝传热性能的影响 |
| 4.2.1 滴状冷凝传热模型验证 |
| 4.2.2 接触角及接触角滞后对传热性能的影响 |
| 4.2.3 液滴尺寸对滴状冷凝传热性能的影响 |
| 4.2.4 大接触角滞后组合表面传热强化机理分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 主要符号表 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）冷凝问题的格子Boltzmann模拟、理论改进及其电场强化的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 膜状冷凝 |
| 1.2.2 滴状冷凝 |
| 1.2.3 超疏水表面上的润湿及冷凝液滴合并后的弹跳 |
| 1.2.4 格子Boltzmann方法 |
| 1.2.5 电场强化冷凝过程 |
| 1.3 本论文的主要工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 格子Boltzmann相变模型模拟膜状冷凝和滴状冷凝过程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 格子Boltzmann方法的汽液相变模型 |
| 2.2.1 格子Boltzmann方法的两相流模型 |
| 2.2.2 耦合能量方程的LBM气液相变模型 |
| 2.3 LBM模拟膜状冷凝过程 |
| 2.3.1 Nusselt经典层流膜状冷凝的理论解 |
| 2.3.2 LBM对层流膜状冷凝的模拟 |
| 2.4 LBM模拟滴状冷凝过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 LBM模拟超疏水表面上冷凝液滴合并后弹跳的现象 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液滴合并及弹跳过程中能量转化分析 |
| 3.3 液滴合并后弹跳现象的三维格子Boltzmann模拟 |
| 3.3.1 D3Q19 多松弛格子Boltzmann模型 |
| 3.3.2 液滴合并后弹跳现象的LBM数值研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 滴状冷凝传热理论的改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 经典的滴状冷凝传热理论 |
| 4.2.1 单个液滴的传热 |
| 4.2.2 液滴的大小分布规律 |
| 4.2.3 冷凝过程的热流密度 |
| 4.3 滴状冷凝理论的改进 |
| 4.3.1 液滴的成核半径 |
| 4.3.2 液滴成核时的传热率 |
| 4.3.3 液滴的成核密度 |
| 4.3.4 滴状冷凝的热流密度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电场强化湿空气冷凝的可视化研究与理论分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统及主要设备 |
| 5.3 电场强化湿空气冷凝的实验结果 |
| 5.4 电场强化湿空气冷凝过程中液滴成核的理论分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.1.1 格子Boltzmann相变模型模拟膜状冷凝和滴状冷凝过程 |
| 6.1.2 LBM模拟超疏水表面上冷凝液滴合并后弹跳的现象 |
| 6.1.3 滴状冷凝传热理论的改进 |
| 6.1.4 电场强化湿空气冷凝的可视化研究及理论分析 |
| 6.2 研究的创新性 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 附录 A D3Q19 MRT的转换矩阵M |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 发明专利申请 |
| 所获荣誉 |
| 致谢 |
（9）疏水表面蒸汽滴状凝结传热的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 膜状凝结和滴状凝结 |
| 1.1.1 膜状凝结和滴状凝结的判据 |
| 1.1.2 膜状凝结 |
| 1.2 滴状凝结的微观机理及传热模型 |
| 1.2.1 液滴的形成 |
| 1.2.2 液滴的生长、合并与脱落 |
| 1.2.3 液滴的尺寸分布函数 |
| 1.2.4 滴状凝结的传热模型 |
| 1.3 滴状凝结的实现方法及影响因素 |
| 1.3.1 滴状凝结的实现方法 |
| 1.3.2 影响滴状凝结的主要因素 |
| 1.4 研究思路及内容 |
| 第二章 竖直圆形壁面上滴状凝结传热的可视化实验 |
| 2.1 实验装置与实验步骤 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 数据测量与采集系统 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| 2.2 实验系统稳定性分析 |
| 2.3 传热数据处理方法及误差分析 |
| 2.3.1 传热数据处理方法 |
| 2.3.2 误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 疏水表面的基本理论及制备 |
| 3.1 超疏水表面的基础理论 |
| 3.1.1 理想表面的静态接触角 |
| 3.1.2 Wenzel模型及Cassie模型 |
| 3.1.3 接触角滞后效应 |
| 3.1.4 滚动角 |
| 3.2 疏水表面的制备及表征 |
| 3.2.1 十八烷基硫醇分子自组装膜表面的制备及表征 |
| 3.2.2 石墨烯表面的制备及表征 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 滴状凝结传热模型分析及模拟 |
| 4.1 ROSE滴状凝结传热模型 |
| 4.2 传热模型计算软件编制简介 |
| 4.2.1 物性参数的计算 |
| 4.2.2 程序说明 |
| 4.3 计算结果讨论 |
| 4.3.1 不同压力条件下的热流密度 |
| 4.3.2 不同压力条件下的传热系数 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 两种表面的水蒸汽凝结特性 |
| 5.1 铜基十八烷基硫醇疏水表面水蒸汽凝结特性 |
| 5.1.1 铜基十八烷基硫醇疏水表面的凝结传热通量 |
| 5.1.2 铜基十八烷基硫醇疏水表面的凝结换热系数 |
| 5.1.3 铜基十八烷基硫醇疏水表面的液滴动态特性 |
| 5.2 铜基单层石墨烯表面水蒸汽凝结特性 |
| 5.2.1 铜基单层石墨烯表面的凝结传热通量 |
| 5.2.2 铜基单层石墨烯表面的凝结换热系数 |
| 5.2.3 铜基单层石墨烯表面的凝结特性 |
| 5.3 两种表面在同一实验条件下的凝结传热性能对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文的主要研究结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文成果 |
（10）液滴动态特性调控强化冷凝传热的研究和LB模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| TABLE OF CONTENTS |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 滴状冷凝过程液滴动态行为及其传热特性的研究进展 |
| 1.2.1 冷凝形态的划分准则 |
| 1.2.2 滴状冷凝促进层 |
| 1.2.3 滴状冷凝过程特性 |
| 1.2.4 滴状冷凝模型分析 |
| 1.2.5 滴状冷凝数值模拟 |
| 1.2.6 格子Boltzmann(LB)方法模拟液滴特性 |
| 1.3 本文主要研究内容与设计思路 |
| 2 冷凝表面制备表征和实验方法 |
| 2.1 冷凝表面的制备与表征 |
| 2.1.1 疏水表面制备 |
| 2.1.2 超疏水表面制备 |
| 2.1.3 疏水-亲水组合表面制备 |
| 2.1.4 超疏水-疏水组合表面制备 |
| 2.1.5 表面表征 |
| 2.2 实验装置与流程 |
| 2.2.1 竖壁表面蒸汽冷凝实验台 |
| 2.2.2 实验流程 |
| 2.3 实验数据处理与误差分析 |
| 2.3.1 竖壁表面蒸汽冷凝实验数据处理 |
| 2.3.2 实验误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 组合表面调控液滴特性及冷凝传热的实验研究 |
| 3.1 疏水-亲水组合表面对液滴运动及尺寸的调控 |
| 3.1.1 疏水-亲水组合表面疏水区液滴运动特性 |
| 3.1.2 疏水-亲水组合表面疏水区液滴最大半径 |
| 3.1.3 疏水-亲水组合表面疏水区液滴尺寸分布 |
| 3.2 超疏水-疏水组合表面对液滴运动和尺寸的调控 |
| 3.3 疏水-亲水组合表面的蒸汽冷凝传热性能 |
| 3.3.1 疏水区宽度的影响 |
| 3.3.2 亲水区宽度的影响 |
| 3.3.3 疏水-亲水组合表面对蒸汽冷凝传热性能的强化 |
| 3.4 超疏水-疏水组合表面的蒸汽冷凝传热性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 滴状-膜状组合表面蒸汽冷凝传热机理分析 |
| 4.1 滴状冷凝传热模型 |
| 4.1.1 单个液滴的传热 |
| 4.1.2 液滴尺寸分布 |
| 4.1.3 滴状冷凝传热通量 |
| 4.2 滴状冷凝传热影响因素分析 |
| 4.2.1 模型验证 |
| 4.2.2 接触角对滴状冷凝传热性能的影响 |
| 4.2.3 液滴尺寸对滴状冷凝传热性能的影响 |
| 4.2.4 接触角滞后对滴状冷凝传热性能的影响 |
| 4.3 滴状-膜状组合表面蒸汽冷凝传热性能及其强化机理分析 |
| 4.3.1 完全滴状冷凝表面和组合表面液滴的运动特性 |
| 4.3.2 组合表面传热性能 |
| 4.3.3 组合表面滴状区传热性能 |
| 4.3.4 组合表面膜状区传热性能 |
| 4.3.5 模型验证 |
| 4.3.6 滴状区最大液滴半径对滴状区传热性能的影响 |
| 4.3.7 滴状区最大液滴半径对膜状区传热性能的影响 |
| 4.3.8 组合表面的传热性能 |
| 4.3.9 组合表面对具有特殊润湿性表面蒸汽冷凝传热性能的强化 |
| 4.4 模型分析结果与实验结果的比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 超疏水表面液滴合并诱导液滴弹跳的实验与理论分析 |
| 5.1 超疏水表面液滴合并诱导液滴弹跳实验 |
| 5.2 液滴合并过程的格子Boltzmann(LB)模拟 |
| 5.2.1 自由能LB方法 |
| 5.2.2 模型验证 |
| 5.3 液滴合并诱导液滴弹跳的理论分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 固体表面上液滴动态特性的LB模拟 |
| 6.1 模拟方法 |
| 6.1.1 自由能LB模型中的固体表面润湿性 |
| 6.1.2 模型验证 |
| 6.2 固体表面液滴合并过程的LB模拟 |
| 6.2.1 液滴半径对液桥高度的影响 |
| 6.2.2 表面张力对液桥高度的影响 |
| 6.2.3 接触角对液桥高度和流场的影响 |
| 6.3 蒸汽速度驱动液滴变形和运动的LB模拟 |
| 6.3.1 蒸汽速度对液滴形变和接触线运动的影响 |
| 6.3.2 接触角对液滴形变和接触线运动的影响 |
| 6.3.3 蒸汽速度和接触角对液滴脱离时间的影响 |
| 6.4 外力驱动的液滴变形和运动的LB模拟 |
| 6.4.1 自由能格子Boltzmann模型中引入外力 |
| 6.4.2 外力大小的影响 |
| 6.4.3 液滴半径的影响 |
| 6.4.4 固体表面接触角的影响 |
| 6.4.5 外力加速度对流场的影响 |
| 6.4.6 液滴半径对流场的影响 |
| 6.4.7 接触角对流场的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、冷凝器滴状冷凝的动态描述及接触角的选择（论文参考文献）
- [1]微结构表面上气液相变换热的分子动力学研究[D]. 廖明俊. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]热管内气液相分离及传热性能实验研究[D]. 郭浩. 华北电力大学(北京), 2021
- [3]条纹状亲疏水异质表面混合冷凝传热模型[D]. 梁聪. 华北电力大学(北京), 2020
- [4]不同重力条件下蒸气冷凝过程及强化传热研究[D]. 张雷刚. 东南大学, 2019
- [5]仿生非均匀润湿性表面构建及其冷凝特性研究[D]. 汪希奎. 东南大学, 2019
- [6]湿蒸汽标准装置设计研究[D]. 牛守梓. 天津大学, 2018(06)
- [7]大接触角滞后组合表面液滴运动及传热特性[D]. 胡少波. 大连理工大学, 2016(03)
- [8]冷凝问题的格子Boltzmann模拟、理论改进及其电场强化的实验研究[D]. 刘修良. 上海交通大学, 2016(03)
- [9]疏水表面蒸汽滴状凝结传热的实验研究[D]. 齐隽楠. 东南大学, 2015(08)
- [10]液滴动态特性调控强化冷凝传热的研究和LB模拟[D]. 彭本利. 大连理工大学, 2014(07)