資源描述：
《超疏水微通道內(nèi)水流動與傳熱特性的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文超疏水微通道內(nèi)水流動與傳熱特性的研究姓名：宋善鵬申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：于志家20080601大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文通過酸化學(xué)刻蝕和表面修飾的方法，成功地在鋁片上制備出了超疏水表面。經(jīng)接觸角測定，水滴在表面上的靜態(tài)接觸角均大于150。，接觸角滯后約為4。(59L液滴)。經(jīng)電鏡掃描分析發(fā)現(xiàn)超疏水表面上產(chǎn)生了由大量凸臺和凹坑堆積而成的“迷宮”結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，表面微細粗糙結(jié)構(gòu)對表面的超疏水性起到了決定性作用，是制各超疏水表面的關(guān)鍵所在。本文分別從水滴在超疏水表面上的行為、有機
2、物含量對疏水性的影響、水在超疏水表面上的相變過程等各個角度考察了超疏水表面的性能，發(fā)現(xiàn)超疏水表面具有疏水親油、不粘水、易于形成蒸汽滴狀冷凝等特性。在制備鋁片超疏水表面的研究基礎(chǔ)上，通過對制備工藝和實驗條件的合理改進最終制各出了具有超疏水內(nèi)表面的鋁微通道，并對比研究了水在超疏／親水微通道的流動與傳熱特性。實驗結(jié)果表明：水在超疏水微通道內(nèi)流動時的壓力降和fRe值要低于超親水微通道，無量綱壓降比有微小的浮動；超疏水微通道的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及努塞爾數(shù)要略低于超親水微通道。經(jīng)分析得出在超疏水表面的固．液界面上存在一層由微納米氣泡構(gòu)成的氣膜
3、，氣膜的存在顯著降低了水與壁面之間的剪切力，降低了水流過微通道時的摩擦阻力系數(shù)，產(chǎn)生了滑移，但由于空氣熱導(dǎo)率低，一定程度上阻礙了傳熱。將“無滑移邊界條件”的靜止氣泡層的導(dǎo)熱考慮在內(nèi)，計算了含有空氣層的超疏水表面微通道的表觀傳熱系數(shù)，發(fā)現(xiàn)其表觀傳熱系數(shù)低于超疏水表面的實驗值，且隨著空氣層厚度的增加而愈加降低，即超疏水表面的傳熱性能要好于“無滑移邊界條件"并考慮靜止空氣層導(dǎo)熱的傳熱性能。因此提出了在水的滑移速度作用下，凹穴內(nèi)的空氣將產(chǎn)生渦旋流動的設(shè)想，并認為這一過程對傳熱起到了強化作用。關(guān)鍵詞：超疏水特性；微通道；微納米結(jié)構(gòu)；傳
4、熱機理超疏水微通道內(nèi)水流動與傳熱特性的研究InvestigationsonWaterFlowandHeatTransferinTheSuper--HydrophobicMicro--ChannelAbstractWithacidicetchingandfluorinationtreatment．super．hydrophobicsurfaceiSsuccessfullyfabricatedonaluminOUSsheet．WatercontactangleonthesurfaceiSlargerthan15Ooandcont
5、actanglehysteresisisabout4。(5／．tLdroplet)．Theresultantsurfacesareanalyzedbymeansofscanningelectronmicroscopy(SEM、．ItiSshownthata“l(fā)abyrinthic”structurewithmasscuboidplateausandcavesiSformedonthesurfaceofaluminoussheet．Surfacemicrostructuresarethekeytothepreparationo
6、fsuper．hydrophobicsurfaces．Water．repellencyofthesuper—hydrophobicsurfaceiSstudiedinsomeaspects．suchasthedroplet’Sbehaviorsonthesuper-hydrophobicsurface，theeffectsoftheorganiccompoundcontentinwateronthewettabilityofthesurface。thephasetransfornlationprocessonthesuper
7、．hydrophobicsurface．ItiSshownthatthesuper．hydrophobicsurfacehasthecharactersofno．dropletadherence，oleophilicanddropwisecondensation．Basedonaboveresearch，super．hydrophobicaluminousmicro．channelsaresuccessfullyfabricatedbyreasonableamelioratingpreparationtechniquesan
8、dexperimentconditions．Heattransferandfluidflowofdeionizedwaterflowinglaminarlyinthesuper—hydrophobic／hydrophilicmicrochannelarestudiedexperimenta
