垂直導向納米管陣列表面沸騰傳熱實驗研究.pdf

1、　　納米TiO2是一種重要的無機功能材料，由于其具有無毒、氣敏、濕敏、光電轉(zhuǎn)換效應、介電效應、催化活性高、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點而被廣泛應用于太陽能電池、自潔材料、光催化降解和氣體傳感器等領域。TiO2納米管是納米TiO2的一種新的存在形式，與其他形態(tài)的納米 TiO2材料相比，它具有更大的比表面積和更強的吸附能力，因而 TiO2納米管將會更具有應用價值。
　　本文采用電化學陽極氧化法，選擇較佳工藝條件，通過控制電解液和H+濃度，成功

2、實現(xiàn)了鈦基底上的不同長度和管徑的TiO2納米管陣列的構筑，并以水為工質(zhì)對納米管陣列表面進行了池沸騰和管內(nèi)沸騰強化傳熱性能研究。研究結果表明：TiO2納米管陣列表面多孔的特點能提供大量汽化核心，納米級孔徑的存在使傳熱表面具有超親水性能。相較于光滑表面， TiO2納米管陣列表面可明顯提高沸騰工質(zhì)的升溫速率，降低傳熱溫差；在池沸騰和管內(nèi)沸騰條件下可分別使工質(zhì)起沸騰點提前12%和20%左右，池沸騰實驗快速進入過冷沸騰階段，而且可以較快達到充分發(fā)

3、展的泡態(tài)沸騰階段。通過控制制備條件得到的管長較短、管徑較小、管壁較厚的TiO2納米管陣列表面在池沸騰實驗條件下的沸騰換熱系數(shù)最大可增加136%，傳熱性能最好。由CCD圖像采集系統(tǒng)觀測了汽泡的生成、長大和脫離傳熱表面的情況。光滑表面的汽泡脫離半徑明顯大于納米管表面，納米管表面的汽泡脫離頻率和汽化核心密度都高于光滑表面。通過汽泡成核理論分析了光滑平面汽泡形成的過程，并用凸凹面汽泡形成過程進行比較，套用圓柱內(nèi)凹形儲器型空穴模型，結合此TiO2