微纳耦合表面池沸腾强化传热的实验研究

摘要: 以去离子水为工质，拟在钛板表面利用线切割进行微槽处理，采用阳极氧化法制备出二氧化钛纳米管阵列的微纳耦合表面，研究该表面的强化沸腾传热性能。通过场发射扫描电镜表征其微观结构形貌，利用接触角测量仪检测表面的静态接触角。结果表明，与光板相比，微槽结构增大了传热表面，规整的纳米管阵列具有亲水特性，接触角明显减小，微纳耦合表面的传热系数和临界热流密度分别达到了15.5 kW·m-2·℃-1 和420.1 kW·m-2,分别提高了158.3%和50%。结合实验现象及机理分析可知，微纳耦合表面的微通道结构为气泡继续生长提供了支撑，有效避免了换热壁面被合并的大气泡完全覆盖；过热度达到一定温度后，更小的活化中心被激活，过热度随着热流密度的上升出现下降的趋势。微纳耦合表面对池沸腾具有强化作用。