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注入潤滑劑的表面上的蒸汽冷凝傳熱前言蒸汽冷凝在各種工業過程中起着重要作用包括海水淡化,發電量,集水和供暖、通風和空調系統

作者:慕蒼顔

注入潤滑劑的表面上的蒸汽冷凝傳熱

前言

蒸汽冷凝在各種工業過程中起着重要作用包括海水淡化,發電量,集水和供暖、通風和空調系統對這項研究具有重要意義的是,蒸汽循環效率與電廠冷凝器中的冷凝傳熱效率直接相關,在工業規模上對冷凝器效率的任何可持續改進都可以顯著提高全球發電效率。

結果

表面紋理:形态和尺寸

顯示了使用五種不同制造技術進行紋理化的銅測試部分表面的形貌。每種測試截面表面紋理化方法都産生了不同的微觀結構和表面輪廓,蝕刻表面顯示出不規則的微觀結構,粗糙度高度為 ±3 μm。

對每種紋理方法的五個測試截面表面進行此分析表明,蝕刻、0.5 V、0.6 V、0.7 V 和 1.1 V 電沉積表面具有秒s值分别為 133.7 μm、186.3 μm、79.0 μm、60.7 μm 和 101.3 μm,測試表面紋理的特征尺寸以及标準偏差估計值。

傳熱效率

冷凝傳熱系數(HChc) 可以從零到無窮大變化,這使得它難以評估傳熱回路中改性表面的實際效果,具體來說,文獻中使用的資料縮減技術

并在本研究中得出HChc會導緻非常大的值和不确定性帶,特别是在低對數平均溫差,很少參考系統傳熱性能的實際改進。

總體而言,根據以下方面呈現傳熱結果εε通過考慮最大可達到的熱通量和正在研究的冷凝器系統的傳熱回路的限制,允許在适當的背景下改進傳熱性能。

參數研究

LIS 必須考慮三個基本設計元件:紋理化、功能化劑和注入的潤滑劑,中描述的測試裝置中進行了三個系列的實驗,以分析對傳熱特性和保留潤滑劑的影響,由于每個測試系列中單個設計參數的變化。

在第一個測試系列中,在功能化劑和注入的潤滑劑保持不變的情況下,紋理發生了變化;

在第二個測試系列中,功能化劑發生變化,而紋理化和注入的潤滑劑保持不變;

在第三個測試系列中,注入的潤滑劑發生變化,而紋理化劑和功能化劑保持不變。

傳熱性能

在第一個參數測試系列中,測試部分是使用五種不同的表面紋理方法制造的——蝕刻、0.5 V 電沉積、0.6 V 電沉積、0.7 V 電沉積和 1.1 V 電沉積。

在第二個參數測試系列中,測試部分是使用五種不同的功能化試劑制作的:硫醇、硬脂酸、辛基膦酸、矽烷和 Sylgard-184 以及一個未功能化的測試部分。

在第三個參數測試系列中,使用六種不同的潤滑劑粘度制作測試部分,所有測試部分都用硫醇蝕刻和功能化,然後注入一種 Krytox 潤滑劑。

殘留潤滑劑

通過傳熱測試保留注入的潤滑劑是耐久性的關鍵名額,從預熱到資料收集,每個測試部分都經曆了大約一小時的測試條件。

田口穩健參數分析

一次一個設計參數對 LIS 的冷凝傳熱和耐久性能的影響,進一步了解通過各種參數組合實作的紋理化、功能化劑和注入的潤滑劑這三個設計元件之間可能的互相作用是很有意義的。

功能化劑的有效性值平均分布在 0.90 和 0.64 之間,未功能化表面獲得的值最低,傳熱性能最低限度地依賴于μμ,顯示粘度相關的平均分布僅為 0.07,這表明傳熱效率的靈敏度低 4 倍μμ比功能化劑,這些結果加強了跨更廣泛的設計參數的參數研究的結果。

結論

該研究提出了兩種簡便的制造方法,用于在銅管上建立多尺度紋理,用于系統地研究使用一系列非潤濕劑的功能化和使用各種粘度的潤滑劑的注入,系統地檢查了制造過程的每個步驟對傳熱性能和表面潤滑劑保留的影響,以量化在代表實際水冷電廠冷凝器的條件下傳熱改進和表面耐久性之間的權衡。

注入潤滑劑的表面上的蒸汽冷凝傳熱前言蒸汽冷凝在各種工業過程中起着重要作用包括海水淡化,發電量,集水和供暖、通風和空調系統
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