纳米受限结构增强环路热管中水超快输运机理的理论与实验研究

基本信息
批准号:51905276
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:伍根生
学科分类:
依托单位:南京林业大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
纳米通道微流控芯片环路热管水输运
结项摘要

In order to achieve ultra-fast transport of water in loop heat pipes, a nanochannel device is designed and manufactured in this project that can effectively drive water transport. The corresponding solutions are proposed for solving the key problems in the process of water transport in the nano-channel restricted structure. Molecular dynamics simulation method is used to establish a kinetic model for clarify the transport mechanism of water molecules in nanochannels and describe the interaction between water molecules and the walls of nanochannels. For the continuous transport of bulk water, the coordinated transport mechanism of water molecule in nanochannels array membrane structures is established. On the basis of theoretical research, the nanochannel array structure with ultra-fast transport capability is designed and fabricated, and which can be integrated with the loop heat pipe recirculation system to effectively enhance the heat transfer performance of the heat pipe.

本项目以实现环路热管中水的超快输运为目标,设计制造出一种能够有效驱动水输运的纳米通道结构器件。围绕应用纳米通道受限结构中水输运过程中存在的关键问题,提出了相应的解决方案。针对水分子在纳米通道中输运机理问题,运用分子动力学模拟方法,建立描述水分子之间以及与纳米通道壁面相互作用的动力学模型;针对体相水的持续输运,建立基于纳米通道阵列膜结构的水协同输运机制。在理论研究的基础上设计并制造具有超快输运能力的纳米通道阵列结构,并与热管回流系统进行集成,从而有效地增强热管的传热性能。

项目摘要

木质材料内部的高效水输运性能为工业器件的设计提供一些参考思路。本项目着重探讨了木质材料内部的水输运机理,结合木质膜材料在不同生长方向上的结构特点,展开相应的实验研究,在现有木质材料的基础之上进行改性,进一步提高其液体输运性能,为水净化设备提供微纳结构方面的参考。木质材料中水分输运受到表面蒸发性能的影响,据此选择芦苇这种内部有中空结构的材料作为研究对象,并研究芦苇内部结构不同对水输运机理的影响。微纳通道内部的水输运受到盐溶液浓度的影响,也是植物吸取深处水分的机理,项目针对盐溶液浓度差对水输运的影响展开了相应的实验和仿真研究,同时考虑了温度梯度对液体输运性质的影响。本项目为微纳器件中涉及到液体输运规律的设计提供一定的参考价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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