基于电浸润亲疏水表面的相变换热机理与调控研究

基本信息
批准号:51706191
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:王苗
学科分类:
依托单位:厦门大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:曹留烜,盛智芝,黄立志,吴锋,孟海强,朱颖琳
关键词:
亲疏水碳纳米管阵列电控制相变换热
结项摘要

Smart control phase-change heat transfer surface is of great significance for strengthening heat transfer efficiency and the effective use of energy. The enhanced heat transfer surface by the existing super-hydrophobic micro-nano structures can be applied to enhancing boiling heat exchange and condensation heat transfer simultaneously. The surface wettability can be controlled independently with the change of the ambient temperature. In this project, the wettability of the carbon nanotubes will be controlled by changing the electric field and the mechanism of this phenomenon will be studied. The project involves these procedures as follows. The carbon nanotube array with super-hydrophobic micro-nano structures will be prepared and the mechanism of wettability changed by electric field will also be explored. The mechanism of boiling heat exchange and condensation heat transfer will be studied through the experiment. And thus, the wettability of the surface will be controlled. The experiment and the theory in this research will explore a new generation smart control technology of phase-change heat transfer. It will be used to regulate and control the temperature of equipment. It has great significance to explore the phase-change heat transfer in the field of energy and thermodynamics.

智能调控相变换热表面对于强化换热效率、有效利用能源具有重要意义。通过外加电场可以改变碳纳米管阵列膜片的表面润湿特性,进而调控其表面相变换热过程。本项目基于电浸润效应,研究外加电场作用下的碳纳米管阵列亲疏水表面的相变换热机理与调控方法。制备碳纳米管阵列相变换热表面,阐明外加电场对表面浸润特性的影响机制;实验研究外电场作用下的电浸润表面的相变换热性能,建立描述碳纳米管阵列表面相变换热的理论模型,揭示电浸润表面的相变换热机理,形成通过电场调控碳纳米管阵列亲疏水表面相变换热过程的控制方法。该项目对丰富相变换热理论与方法的研究内涵,探索新一代智能型相变换热控制技术,推动碳纳米管阵列在热科学领域的应用有重要的学术意义。

项目摘要

智能调控相变换热表面对于强化换热效率、有效利用能源具有重要意义。通过外加电场可以改变碳纳米管阵列膜片的表面润湿特性,进而调控其表面相变换热过程。本项目基于电浸润效应,研究了碳纳米管阵列相变换热表面的制备与形貌调控,并进行了电浸润特性的测试与控制方法研究。经过电浸润特性的研究,实现了硅油浸润的碳纳米管阵列在空气中的原位可逆电浸润,建立了电浸润亲疏水表面原位转变理论模型,并对电场调控的表面结合能进行了研究分析。进一步,本项目设计了电场可控的亲疏水表面相变实验器件,搭建了电场/等离子体可控的亲疏水表面相变实验测试系统。该系统可以经过不同的相变换热表面、调控流体参数来测试凝结换热和沸腾换热。电场/等离子体控制下碳纳米管阵列表面相变换热实验的测试对丰富相变换热理论与方法的研究内涵,探索新一代智能型相变换热控制技术,推动碳纳米管阵列在热科学领域的应用有重要的学术意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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