Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement op cilindrische oppervlakken met Hybrid Bevochtigbare Patterns

Een hoge warmteflux onderhoudende systeem dat koeling in het traject van ^10-10 mei W / ^cm2 vereist in de opkomende gebied van elektronica, defensie, elektronische en ontwikkeling kernkop. Conventionele koeling met lucht is voldoende voor deze toepassingen vanwege de lage warmtegeleidingscoëfficiënt (HTC) zowel free- en gedwongen convectie omstandigheden. De faseverandering gebaseerde koeltechnieken zoals zwembad koken en flow koken goed genoeg zijn om hoge warmtefluxen te verwijderen in de orde van 10 – 1000 W / ^{cm2 1.} Aangezien het tweefasige warmtetransportproces is isotherm, het koelen in inrichting nagenoeg constant over het oppervlak. Vanwege de verwaarloosbare variatie van de temperatuur langs het oppervlak, kan de thermische schok van de inrichting worden verwijderd. Echter, de belangrijke beperkende parameter in kokende warmteoverdracht is de kritische warmteflux (CHF), dat een abnormale temperatuurstijging ² oorzaken </sup>.

In de afgelopen decennia heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar de CHF verbeteren door oppervlaktemodificatie, nanovloeistoffen en oppervlaktecoatings ^{3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11.} Van de verschillende werkwijzen worden oppervlaktebekledingen gevonden dat de beste methode om de CHF te verbeteren door de aanzienlijke toename van het oppervlak. Oppervlaktecoatings algemeen toe de warmteoverdracht door vin optreden porositeit effecten en bevochtigbaarheid van het oppervlak ^12. Bevochtigbaarheid van het oppervlak speelt een belangrijke rol in kokend warmte-overdracht. Eerdere studies tonen aan dat bij lagere warmte-flux omstandigheden, het hydrofobe oppervlak toont betere HTC vanwege de vroegtijdige kiemvorming. Echter, ophogere warmteflux, het losmaken van de gevormde bellen traag vanwege de lage affiniteit van water naar het oppervlak. Dit leidt tot bellencoalescentie en resulteert in een lagere CHF ^3. Anderzijds, een hydrofiel oppervlak vormt een hogere CHF, vanwege de snelle loslating van de gevormde bellen, maar het geeft een lagere HTC bij warmtestromen laag, als gevolg van de vertraging bij kiemvorming ^13.

De hybride structuren vertonen een opmerkelijke verbetering in kokend koelmiddelen voor alle warmtestromen door het gecombineerde effect van hydrofobiciteit en hydrofiliciteit ^{14, 15, 16.} Hsu et al. geproduceerd heterogene bevochtigbaar oppervlak door bekleding superhydrofiel Si nanodeeltjes op een gemaskeerde koperoppervlak. Zij bereikten verschillende bevochtigbaarheid verhoudingen door verandering van de coating tijd. Het begin van koken opgetreden eerder de heterogene oppervlakken ten opzichte van de homogeneous oppervlak, waarbij de wand aanzienlijk verminderd oververhitting ^17. Jo et al. uitgevoerd kiemkoken warmtegeleidende studies hydrofiel, hydrofoob en heterogene bevochtigen oppervlakken. Het heterogene bevochtigingsoppervlaktespanning bestond uit hydrofobe patroon stippen op het hydrofiele oppervlak. Ze kregen hoger HTC's en dezelfde CHF voor de heterogene oppervlak ten opzichte van het hydrofiele oppervlak. Een verbetering in kokende warmteoverdracht direct afhankelijk van het aantal ogen op het oppervlak van de kokende omstandigheden ^18.

In deze studie werden axiale hybride bevochtigbare patronen geproduceerd op een cilindrische koperoppervlak met de dip bekledingstechniek. -Pool kookpunt warmtegeleidende studies werden uitgevoerd om de effecten van het aantal interlining en de oriëntatie van de hybride bevochtigbare figuur bepalen. Koken warmteflux, HTC en beldynamica werden geanalyseerd op alle beklede substraten en weopnieuw tegenover de kopersubstraat.