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注入润滑剂的表面上的蒸汽冷凝传热前言蒸汽冷凝在各种工业过程中起着重要作用包括海水淡化,发电量,集水和供暖、通风和空调系统

作者:慕苍颜

注入润滑剂的表面上的蒸汽冷凝传热

前言

蒸汽冷凝在各种工业过程中起着重要作用包括海水淡化,发电量,集水和供暖、通风和空调系统对这项研究具有重要意义的是,蒸汽循环效率与电厂冷凝器中的冷凝传热效率直接相关,在工业规模上对冷凝器效率的任何可持续改进都可以显著提高全球发电效率。

结果

表面纹理:形态和尺寸

显示了使用五种不同制造技术进行纹理化的铜测试部分表面的形貌。每种测试截面表面纹理化方法都产生了不同的微观结构和表面轮廓,蚀刻表面显示出不规则的微观结构,粗糙度高度为 ±3 μm。

对每种纹理方法的五个测试截面表面进行此分析表明,蚀刻、0.5 V、0.6 V、0.7 V 和 1.1 V 电沉积表面具有秒s值分别为 133.7 μm、186.3 μm、79.0 μm、60.7 μm 和 101.3 μm,测试表面纹理的特征尺寸以及标准偏差估计值。

传热效率

冷凝传热系数(HChc) 可以从零到无穷大变化,这使得它难以评估传热回路中改性表面的实际效果,具体来说,文献中使用的数据缩减技术

并在本研究中得出HChc会导致非常大的值和不确定性带,特别是在低对数平均温差,很少参考系统传热性能的实际改进。

总体而言,根据以下方面呈现传热结果εε通过考虑最大可达到的热通量和正在研究的冷凝器系统的传热回路的限制,允许在适当的背景下改进传热性能。

参数研究

LIS 必须考虑三个基本设计组件:纹理化、功能化剂和注入的润滑剂,中描述的测试设备中进行了三个系列的实验,以分析对传热特性和保留润滑剂的影响,由于每个测试系列中单个设计参数的变化。

在第一个测试系列中,在功能化剂和注入的润滑剂保持不变的情况下,纹理发生了变化;

在第二个测试系列中,功能化剂发生变化,而纹理化和注入的润滑剂保持不变;

在第三个测试系列中,注入的润滑剂发生变化,而纹理化剂和功能化剂保持不变。

传热性能

在第一个参数测试系列中,测试部分是使用五种不同的表面纹理方法制造的——蚀刻、0.5 V 电沉积、0.6 V 电沉积、0.7 V 电沉积和 1.1 V 电沉积。

在第二个参数测试系列中,测试部分是使用五种不同的功能化试剂制作的:硫醇、硬脂酸、辛基膦酸、硅烷和 Sylgard-184 以及一个未功能化的测试部分。

在第三个参数测试系列中,使用六种不同的润滑剂粘度制作测试部分,所有测试部分都用硫醇蚀刻和功能化,然后注入一种 Krytox 润滑剂。

残留润滑剂

通过传热测试保留注入的润滑剂是耐久性的关键指标,从预热到数据收集,每个测试部分都经历了大约一小时的测试条件。

田口稳健参数分析

一次一个设计参数对 LIS 的冷凝传热和耐久性能的影响,进一步了解通过各种参数组合实现的纹理化、功能化剂和注入的润滑剂这三个设计组件之间可能的相互作用是很有意义的。

功能化剂的有效性值平均分布在 0.90 和 0.64 之间,未功能化表面获得的值最低,传热性能最低限度地依赖于μμ,显示粘度相关的平均分布仅为 0.07,这表明传热效率的灵敏度低 4 倍μμ比功能化剂,这些结果加强了跨更广泛的设计参数的参数研究的结果。

结论

该研究提出了两种简便的制造方法,用于在铜管上创建多尺度纹理,用于系统地研究使用一系列非润湿剂的功能化和使用各种粘度的润滑剂的注入,系统地检查了制造过程的每个步骤对传热性能和表面润滑剂保留的影响,以量化在代表实际水冷电厂冷凝器的条件下传热改进和表面耐久性之间的权衡。

注入润滑剂的表面上的蒸汽冷凝传热前言蒸汽冷凝在各种工业过程中起着重要作用包括海水淡化,发电量,集水和供暖、通风和空调系统
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