滴状冷凝工业应用研究进展

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1、第2期化工进展·l7·滴状冷凝工业应用研究进展赵起林圮方(大连理工大学化工所，116024)本文从表面科学的角度．把到目前为止获得j商状冷凝的各种方怯进行归类，指出了各种方法曲特点及存在的问匿，并在此基础上提出了实现水蒸汽和有机蒸气滴状冷凝的新途径。从中可以了解目前滴状冷凝工业应用课题研究现状及发展动向。表面科学的角度，对已获得滴状冷凝的方法一、引言及存在的问题进行评述，井在此基础上提出滴状冷凝是一种高效传热方式，它是现实现水蒸汽和有机蒸气滴状冷凝新途径。有传热现象中具有最高传热系数的过程，其二、获得滴状冷凝的几种方法传热系数是相应膜状冷凝传热系

2、数的几倍至几十倍。据粗略估算，若实现水蒸汽滴状冷凝液体在固体表面上形成液滴而不铺展成工业应用，即用滴状冷凝换热器代替目前的膜的必要条件是固体应具有较低表面能。但膜状冷凝换热器，总传热系数将提高一倍，是固体表面能的测定比较困难，只能知道一所需有效换热面积将减少一半。对于有机物个大概范围。一般液体的表面张力都在0．1的冷凝，因其物性关系，其膜状冷凝传热系s／m以下。以此为界，有机固体和无机固体数相当低。因此，若实现有机蒸气滴状冷凝工也大致分为两个区域。后者如常见的金属及业应用，所需有效换热面积将会更大幅度地其氧化物、碱化物、无机盐等，其表面称为降低。

3、冷凝器在石油、化工、电力、轻工、高能表面。它们与一般液体接触后，体系表食品、医药等工业中应用较广泛，从节省原面能将有较大的降低，应为一般液体所满料、缩小换热器体积、节约能置角度看，若湿}而通常固体有机物及高聚物的表面船剐能实现滴状冷凝工业应用，必将产生巨大的与一般液体不相上下，被称为低能表面，其经济效益。润湿性质随固，液两相成分与性质不同而有自本世纪3O年代发现滴状冷凝这种高很大变化“。由上面讨论可知，金属及其氧效传热现象以来“，吸引了众多的传热研究化物为高能表面，而工业冷凝嚣多为金属材者致力于滴状冷凝工业应用的研究，但迄今料制造，所以膜状冷凝为

4、普遍现象。因此要仍未获得有应用价值的滴状冷凝传热表面。在金属表面上获得滴状冷凝，必须降低其表1978年，在第六届国际传热会议上，日本东面能。迄今为止，一般都采用在金属表面外京大学教授I．Tanasawa“指出，开发能长加一层具有低表面船的材料，靠物理或化学久维持滴状冷凝的低能表面是滴状冷凝应用吸附作用与表面结台，具体方法分述如下。方面的一个十分重要课题。这个课题不仅涉1．实现水蒸i-【漓状冷凝的方法及传热学，而且更多地属于表面科学、材料(1)预先在金属表面上涂有憎水基的科学和表面处理技术等内容，处于几个学科有机物这种方法经常用于实验室规模。采的交

5、叉领域。鉴于这个课题的特点，本文从用的有机物主要有油酸、硬脂酸和链状脂化工进展肪酸类，还有硫醇、褐煤蜡等“这类表面所致。活性物质的特点是分子结构具有不对称性t(4)在金属表面上镀贵金属Erb和一端为极性部分——亲水基，另一端为非楹Thelen通过实验发现，镀银表面比涂硫性部分——憎水基。因为金属表面具有不平化银表面产生滴状冷凝效果更好。通过元素衡非均匀极性场，当这类物质与金属表面相周期表位置的比较(Cn—Ag'-Au)，预测金接触时，其极性端会自发地朝向金属表面，非也朝促进滴状冷凝对电镀金表面的水蒸汽极性端朝向气相，从而使金属表面船降低。冷凝实验

6、表明，维持滴状冷凝时间长达12500这类材料的加八方法有直接涂覆于金属表面h(1．43年)以上。他们认为金和银本身具或把金属表面浸泡在有机液体中两种研究有憎水性。Erb“”还对这个问题进行了研究，表明，所需有机促进剂量极少，只需单分子力图证明金和其它贵金属对水的不润湿性。层便可形成很好的滴状冷凝。英国国立工程对电镀镥、铑、钯、铬表面的冷凝实验，也研究室(NEL)Blackmail等人做了比较都获得很好的滴状冷凝。经过比较，发现金系统的研究。他们对37种有机化合物进行了是疑有效的，因为它有良好的化学稳定性。实验，发现其中有一种含碗的有机化合物最R．

7、A．Erb等人深入研究用贵金属材料实现有效，可维持滴状冷凝最长达3530h。由于滴状冷凝，是因为美国Franklin学院接受这类促进剂是靠物理或化学吸附与表面结美国盐水局资助的一项计期，·该计姻旨在开合的，故在较高温度和冷凝液流动的曳带发一种无促进剂的长期保持滴状冷凝的系作用下，使用寿命一般仅为几百小时，难以统。为考察Erb等人的论点，Wilkins“等用期望得到大规模应用。纯金臂做了水蒸汽冷凝实验。实验结果是，(2)间歇或连续地往蒸汽中添加有机水蒸汽在经过仔细清洁的金表面上形成膜促进荆同上述方法相比，由于不断补充促状冷凝，这与Erb的结论相反。

8、他们各持已进莉，维持滴状冷凝的时间便大大地增长了见，Wilki~等认为对方的表面吸附了有机钫”。但是由于存在对蒸汽及冷凝液的污染、而产生