基于表面特征影响滴状冷凝初始液滴分布及传热模型的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文表面特征影响滴状冷凝初始液滴分布及传热模型的研究姓名：陆巧羽申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘天庆20071217大连理工大学硕士学位论文摘要滴状冷凝是利用表面张力作用强化冷凝传热的最理想途径。但到目前为止，并未实现广泛的工业应用，相关的理论模型也不完善。为了从理论上对滴状冷凝进行更深入地研究，本文在实验的基础上对前人关于滴状冷凝的数学模型进行修正，考虑了冷凝表面形貌及表观接触角对滴状冷凝传热的影响。在滴状冷凝过程中，较小的液滴主要靠直接冷凝长大，较大的液滴主要由合并产生。而直接冷凝长大的这部分小液滴在传热中起主要作用。本文

2、制备了能与热水反应的镁膜表面进行滴状冷凝实验，反应后在表面留下印记，通过对反应后冷凝表面的分析及分形维数的计算，推导出冷凝试件表面形貌与初始成核密度之问的关系式，并应用液滴数平衡理论计算冷凝初始液滴分布模型，与Rose关于合并后较大液滴的分布模型相结合，从而建立了新的滴状冷凝液滴分布规律。在建立滴状冷凝的传热模型时，大多数研究者都是假设液滴的接触角为90。。但事实上，接触角与表面能密切相关，不同的表面具有不同的接触角，其对滴状冷凝传热的影响是至关重要的。本文通过对单个球缺形液滴传热的分析，在计算中引入表观接触角，建立了冷凝表面上液滴接触角对滴状冷凝传热影响的

3、理论模型，考查了通过单个液滴传热的各种热阻以及表面上液滴发生脱落时总热通量随接触角的变化。结果表明冷凝试件的表面形貌对滴状冷凝的初始成核密度及传热有较大影响，冷凝表面的分形维数越大，则初始成核密度越大，相应的热通量也越大。通过接触角对滴状冷凝传热影响的理论研究，从传热学角度证明了滴状冷凝过程中最佳接触角的存在。关键词：滴状冷凝；数学模型；接触角；表面形貌；分形维数；成核密度表面特征影响滴状冷凝初始液滴分布及传热模型的研究Effectsofsurfacecharacteristicsoninitialdropletdistributionandheattran

4、sfermodelofdropwisecondensationAbstract【IToFwisecondensationisthebestapproachtoenhan∞heat缸ansfcrbym锄3ofst]商acetensimHowev盯till蜊，itham’tbeingappliedwidelyinindustryandthetheoreticalmodelconcernedhasnotbeenwellrecognized．Inordertofurth盯studythetheoryOf由q啦condensation,theeffectsofsurf

5、acetopographyofmaterialandapparentcontactangle011heatlransferindropwisecondensationareinvestig出dinthispaperbasedontl坞theoreticalmodelofdropwisecondensationestablishedbyformerresearchers．Intheprocessofdropwisecondensation,smalldropletsgrowbydirectcondensation卸dlⅢ伊。硝growbycoaleaconco

6、．Andthe缸叫dropletsplaygreatmlesinheat岫f．盯ofdiDpwiscco--on．Withtheinitial出D1廊condensationexperimemOilmagnesium五1m，thecorrelativeequationbe“嘲mcondensationsurf獬f卫actaldimensionandnucleationsitedensityWaSfirstlyestablishedinthisstudy．Thentheliquiddropletpopulationbalancoconceptwasapplie

7、dtocalculatetheinitialdropletdistribution．Thusanewtheorymodelfordropletdislributionofdropwisecondensationwasestablishedcombinedwiththewell-establisheddrop-distributionproposedbyRoseforlargedroplets．Mostresearcherssupposethecontactangleis90degreewhenestabfishingheat11"all娟el"modelfo

8、rdropwisecondensation．Howe