聚合物表面性质对增强冷凝传热的影响

聚合物表面性质对增强冷凝传热的影响

一、聚合物表面性能对强化冷凝传热的影响(论文文献综述)

温荣福,杜宾港,杨思艳,刘渊博,李启迅,程雅琦,兰忠,马学虎[1](2021)在《蒸气冷凝传热强化研究进展》文中认为蒸气冷凝传热强化对于实现能源系统的高效化与集成化具有重要的科学意义,在众多工业过程中有广泛的应用,如电力能源、石油化工、电子工业、建筑节能、食品加工、海水淡化等领域。其中,利用界面结构调控凝液的形成、输运与移除是强化冷凝传热的重要手段和关键科学问题。近年来,随着微纳加工技术和新材料的快速发展,研究者开发了大量的功能结构表面,并发现了许多新的界面传递现象,从新视角拓展了蒸气冷凝传热机理和强化技术。该文从蒸气冷凝中气-液-固界面间热量传递的基本过程出发,首先介绍了冷凝传热的关键控制因素和强化原理,然后总结了近年来在界面调控方面强化冷凝传热的新策略和典型的代表性工作,最后讨论了强化传热表面在工业应用中面临的挑战和未来的发展方向。

赵雨新[2](2021)在《不同结构超疏水表面的制备及传热性能研究》文中进行了进一步梳理

卢雅聪[3](2021)在《管外蒸汽冷凝传热过程的实验和CFD模拟》文中提出

杨政清[4](2021)在《氟化石墨烯/聚合物功能涂层的防腐性能研究》文中指出工业换热设备表面的防腐涂层主要面临如下难题:防腐性能好的涂层传热性能差,传热性能好的涂层防腐性能差。腐蚀是造成换热设备失效的主要原因,而传热性能影响设备的工作效率,制备具有优异防腐性能并兼顾良好传热性能的防护涂层是腐蚀与防护领域的热点课题之一。石墨烯兼顾优异的热学性质和分子不可渗透性,给换热设备防腐涂层的发展带来很大机遇,然而,石墨烯/聚合物复合涂层具有诱导金属基体电偶腐蚀的潜在风险,存在电化学腐蚀促进效应的问题。氟化石墨烯作为石墨烯的衍生物,继承了石墨烯的二维结构,同时具有优异的抗渗透性能、良好的绝缘性、疏水性和较高的导热系数。基于以上特性,本论文提出以全氟改性控制石墨烯导电性和部分氟化改性调控石墨烯氧还原反应(ORR)活性两种策略来抑制石墨烯的电化学腐蚀促进效应,同时大大提高涂层的屏蔽腐蚀防护性能,揭示了氟化石墨烯的腐蚀促进效应的抑制机理。基于氟化石墨烯复合涂层的表面疏水性,进一步研究其在协同提高防腐性能及强化冷凝传热中的作用。主要研究内容和结果如下:(1)全氟化石墨烯的制备及其防腐性能研究。采用液相超声剥离技术制备出了氟含量为59.2 wt.%的全氟化石墨烯(FG)纳米片,由于氟的引入使sp2杂化的碳原子转为sp3杂化,从而调控石墨烯的禁带宽度,FG的电导率由石墨烯的48 S/cm下降至8.3×10-8 S/cm。通过在聚乙烯醇缩丁醛(PVB)涂层中添加0.50wt.%的FG,降低PVB涂层基体的微观孔隙和缺陷,提高涂层的气密性和屏蔽防腐性能,涂层的腐蚀实验寿命延长9倍以上。机理研究表明,绝缘的FG阻断了 FG与铜之间的电偶腐蚀,涂层划伤后不会导致铜基体的腐蚀加速,通过控制导电性能够有效地抑制腐蚀促进效应。(2)氟化改性调控ORR活性抑制石墨烯的腐蚀促进效应。以碳-氟键取代含氧官能团,制备了部分氟化改性石墨烯(PFG),通过调控PFG的氟化程度,降低PFG的ORR电催化活性,抑制电化学腐蚀促进效应。结果表明:制备的PFG具有多层结构,当氟含量增加到1 5.2 wt.%时,PFG的电化学腐蚀促进效应被完全抑制。在PVB涂层中仅添加0.3 wt.%的PFG填料即可显着提高涂层的气密性和屏蔽防腐性能,涂层的腐蚀实验寿命由5d延长至90d以上。(3)氟化石墨烯/环氧超疏水涂层的制备及其增强防腐性能研究。基于氟化石墨烯的低表面能性质构建超疏水表面,利用表面超疏水功能形成空气膜阻止腐蚀介质渗入从而提高涂层的防腐性能。通过表面修饰技术将FG附着在环氧涂层表面,制备了接触角为154°、滚动角为4°的FG/环氧超疏水涂层(FG/ERc),与亲水涂层相比,FG/ERC的防腐性能提升99.6%,涂层电阻提高2个数量级。并且FG/ERc超疏水涂层还具有优异的自清洁性、机械耐磨性和化学稳定性,对换热器表面防腐防垢涂层的制备有重要意义。(4)氟化石墨烯复合涂层协同强化防腐和冷凝传热性能研究。针对换热器涂层的防腐和传热性能兼容性差的问题,基于FG的绝缘、屏蔽、疏水、导热和低表面能特性,构建了导热、防腐、疏水及强化冷凝传热的FG/DH22C复合功能涂层。FG/DH22C涂层的导热系数由0.174提高到0.237 W/(m·K);90℃的天然气冷凝液浸泡实验结果表明,FG/DH22C涂层的实验寿命由15d延长至90d以上,基体的平均腐蚀速率降低3个数量级;FG/DH22C涂层的接触角由83.5°提高到129.9°,表面能由41.6 mJ/m2降低至29.76 mJ/m2;FG/DH22C涂层的冷凝传热系数提高至1.30倍。氟化石墨烯不仅增强了涂层的防腐性能,而且协同强化了冷凝传热过程。

邢丹丹[5](2020)在《高效冷凝传质传热微纳界面研究》文中指出近年来,随着全球能源短缺和环境问题的日益突出以及高性能电子器件应用对高热流密度散热的迫切需求,设计开发具有高效冷凝传热性能的超浸润界面已引起广泛的兴趣。目前,尽管大量工作已经证实具有冷凝微滴自驱离功能的超疏水表面能够有效强化冷凝传质传热效率,但是单一超疏水表面固有的一些缺点仍然不利于进一步强化冷凝传热。例如:超疏水表面化学能低,冷凝成核能垒高不易成核;冷凝液滴成核生长的空间分布随机,驱离直径不可控;在高饱和度或过冷度下,超疏水纳米结构容易被蒸汽刺透,超疏水性能失效等。因此,如何进一步在单一超疏水表面耦合表面能差异或三维形貌差异实现冷凝液滴的高效成核和自驱离仍然是一个极大的挑战。本文结合实验研究及物理模型的建立,系统研究了超疏水表面引入随机分布的亲水微区,非均匀分布图案阵列的超亲水微区以及非均匀分布图案阵列的疏水微腔对强化冷凝传质传热的影响。具体内容如下:1.超疏水-亲水复合表面因其重要的学术和商业价值而引起了广泛的关注。但是,几乎所有报道的微区亲水化方法成本都较高且依赖于需要特殊仪器的微图案加工技术。本论文报道了一种微滴辅助方法成功地在低粘超疏水表面引入了高分子亲水微区并证实其能实现冷凝液滴的高效成核与自驱离。首先,超疏水表面通过预处理得到的冷凝液滴作为胶黏剂可以选择性捕获微米量级含有聚乙烯醇(PVA)亲水高分子的雾滴,经加热蒸发后,转变成具有一定特征尺寸及空间分布的亲水微区。随后,通过探索亲水微区的分布及尺寸对表面浸润性,粘附力和冷凝动力学的影响,得到了一个优化的亲疏水复合表面。研究结果表明,相比于超疏水空白表面,优化的亲疏水复合表面冷凝液滴密度及驱离效率分别提高了240%和387%,而冷凝液滴的平均驻留直径降低了 75%。该方法不依赖于特殊设备,易于实施,廉价且环境友好,并有助于开发其他功能的超疏水/亲水复合表面。2.通过仿生超浸润表面控制冷凝液滴的成核、生长以及融合自驱离在基础研究和技术创新中(例如:集水、发电、空调和热管理)的重要作用引起了研究人员的广泛关注。然而,同时实现冷凝液滴的限域生长、可控融合自弹离仍然是一个挑战,迄今为止尚未有报道。在此,本论文基于冷凝液滴空间受限的生长/融合/自弹射提出并证明了一种新型且更高效的融合自驱离方式,即通过在超疏水表面引入合理设计的空间非均匀分布超亲水位点图案来实现。以模板辅助紫外光降解法在超疏水氧化锌纳米针表面构筑图案化超亲水位点为例,探索了图案化亲水位点的几何参数如何设计可同时实现冷凝液滴的空间限域生长/融合/自弹离,并通过理论分析合理解释了其内在机理。3.利用超疏水表面引入离散的疏水微腔图案实现了冷凝液滴的限域生长及可控去除。微腔底部铜基与周围纳米针的热导率差异,使得微腔底部产生更高的过冷度,同时控制相邻微腔的特征间距以确保只有微腔达到冷凝所需要的过饱和阈值,才能实现冷凝液滴图案化的成核与生长。为了实现冷凝液滴融合自弹离,调控微腔的特征间距以克服融合释放的表面能克服液滴粘附引起的能量耗散。然而,要实现冷凝液滴的可控融合/自弹离,微腔组成的图案单元之间具有合适的间距来消除图案化冷凝液滴的随机融合。这种创新的表面工程策略有助于开发高效率冷凝器和其他功能材料。4.考察了能够实现冷凝液滴限域成核/生长/去除性能的非均匀分布微腔以及非均匀分布亲疏水复合表面上冷凝液滴传质性能。以四方非均匀分布图案为例,对比超疏水空白表面,通过定量统计可以得到四方非均匀分布亲疏水复合表面具有更优的传质效率,其表面冷凝液滴的密度、驱离频率以及排液量分别提高了61.54%、546.25%和1020.34%。然后,比较不同的非均匀分布图案化亲疏水复合表面的冷凝传质性能,证实四方非均匀分布图案的设计最为理想,这种图案化表面不仅仅提高了冷凝液滴的密度也强化了冷凝传质效率。最后,通过比较非均匀分布亲疏水复合表面,均匀分布亲水复合表面以及超疏水空白表面蒸汽工况的冷凝传热性能,研究了引入非均匀分布亲水微区对冷凝传热的影响。为后续优化设计合理图案化复合表面以强化冷凝传热性能提供了重要的价值与指导意义。

唐桂华,胡浩威,牛东,郭琳,盛强,石钰[6](2020)在《蒸汽珠状冷凝传热的研究进展》文中研究表明蒸汽在固体表面的冷凝现象普遍存在于自然和生产生活当中.探究凝结液生成机理和热质输运过程,对实现凝结过程有机调控具有重要价值.珠状冷凝由于其高效的换热能力及其在防冰除湿、海水淡化等领域的重要作用,备受学界关注.功能界面制备技术的快速发展助力了传热调控的迅速发展,帮助加深了对相关机理的理解,同时也催生了许多新的科学问题和研究方向.本文通过介绍部分代表性工作,回顾了蒸汽珠状冷凝的研究历史,讨论了其形成机理,总结了传热模型的发展历程和功能表面的制备技术,归纳了存在的问题并探讨了未来的研究方向.

李希漫[7](2020)在《聚丙烯中空纤维管制塑料换热器传热强化方法及性能研究》文中指出列管式金属换热器在化工、石油、制药、能源、热法海水淡化等领域发挥着重要作用,但其长期存在金属管腐蚀及表面结垢等问题。以聚合物中空纤维管为换热元件的列管式塑料换热器,因能很好的解决金属换热器存在的问题,是近年来传热技术研究的重要方向之一,但不佳的传热性能,阻碍了其推广应用。针对列管式塑料换热器传热性能不佳的问题,本文以熔纺聚丙烯(PP)中空纤维管为基材,以间苯二胺、均苯三甲酰氯为活性单体,在换热管疏水性外表面上发生界面聚合反应,制备局部附着亲水性聚酰胺复合层的改性PP换热管M1,从而成功构建同时包含亲水、疏水区域的蒸汽冷凝用组合表面。通过亲水区域发生的膜状冷凝、疏水区域发生的滴状冷凝二者间的协同作用机制,进而强化传热性能。表征了M1的SEM、表面粗糙度、FT-IR、接触角及拉伸性能,实验研究了水相单体浓度C1、有机相单体浓度C2、有机相浸泡时间t1与吹扫时间t2,及反应时间t3等参数对M1传热性能的影响,获得了界面聚合改性参数优化结果。当C1为80 g·L-1,C2为8.0 g·L-1,t1为60 min,t2为15 s,t3为60 s时,M1性能最优,蒸汽冷凝总传热系数K、管外蒸汽冷凝传热系数αo分别高达2295W·m-2·K-1、9619 W·m-2·K-1。较未改性前,分别提高了87.29%、359.8%。在以上研究基础上,从添加表面活性剂促进界面聚合反应制备改性PP换热管M2方面,换热器放置方式、流体流向、流速、温度等工艺方面,换热管装填密度及编织方面,进一步开展了PP中空纤维换热器的传热强化方法及性能研究。表征了M2的SEM、表面粗糙度及拉伸性能。还研究了换热管保存方式对换热器传热性能影响。当十二烷基硫酸钠(表面活性剂)添加量为2.0 g·L-1时,M2性能最优。在换热管编织,其装填密度为5.4%,冷流体入口温度为20℃、流速为0.082 m·s-1,换热器垂直放置,冷、热流体逆流操作条件下,M2制换热器总传热系数K,较未编织的PP换热管(原管)及改性M1,分别提升了106.7%、26.20%。新制换热器测试性能后湿态保存60天再运行测试12 h,传热性能未显着改变。本文通过界面聚合法,在PP中空纤维管外表面成功构建亲-疏水组合表面,开展PP中空纤维塑料换热器传热强化方法及性能研究。该研究,对推动塑料换热器的发展及工业化应用,具有重要意义。

柴叶霞[8](2019)在《凝胶涂覆法制备PVDF中空纤维换热管及其强化传热性能的研究》文中指出换热器作为一种热交换设备在工业生产中起着重要的作用。传统的换热器大多采用导热系数较高的金属作为制备换热器的材质,但其存在着易腐蚀,易结垢,化学性质不稳定等缺点,而塑料换热器可以克服这些缺点,目前,已在食品、化工、石油、医疗等行业具有了广泛的应用。但塑料换热管的导热系数较低,这阻碍了塑料换热管的发展和应用,故如何提高塑料换热管的导热性能成为了近些年来换热领域的研究热点之一。针对塑料换热管导热系数较低这一问题,本文采用了凝胶涂覆法,以聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为基膜,通过探究聚二甲基硅氧烷(PDMS)浓度、PDMS分子量、ZnO的添加量等影响因素,制备出了皮层致密、内部多孔的PVDF复合塑料换热管,亲水化处理后,水会填充到换热管的孔隙中,提高塑料换热管的导热性能。同时对换热管的基本性能,如孔隙率、导热系数、气密性、水通量、表面结构等进行了表征,测试了水-水蒸气传热系数。结果表明,采用凝胶涂覆法制备的多孔换热管,亲水化处理后,其导热系数是熔融法制备的实壁换热管的2.2倍。为了进一步提高塑料换热管的传热性能,本文采用溶胶-凝胶法对换热管的表面进行了粗糙化处理,获得了超疏水表面,强化了蒸气的滴状冷凝传热性能。通过单因素实验,考察了正硅酸乙酯含量、氨水含量、反应温度对换热管表面疏水性能及传热性能的影响,并对换热管的基本性能进行了表征。研究表明,所制备的换热管外表面接触角可达154.0±0.5°,总传热系数可达2664.3 W·m-2·K-1,与超疏水改性前相比,总传热系数提高了 117.5%。可见,在换热管表面构建粗糙结构,能显着地提高换热管的传热性能。本文通过两步涂覆法制备的塑料换热管,与熔融法制备的换热管相比,总传热系数提高了147.3%;与NIPS法制备的换热管相比,总传热系数提高了85.3%。可见,通过两步涂覆法制备的塑料换热管具有较好的传热性能。该研究,对促进塑料换热器的发展具有重要的意义。

刘军[9](2018)在《基于脱盐过程的疏水膜热质传递特性研究》文中研究表明高分子疏水膜材料具有一定的憎水性和自清洁性能,在化工、环保、食品等领域中具有广泛的应用潜力,比如脱盐淡化领域中具有传质功能的疏水多孔膜,以及仅有传热功能的导热高分子膜等。本课题采用理论推导、模拟计算和实验研究相结合的方法,研究了高分子疏水多孔膜中的热质传递机理及表面润湿性能对热质传递特性的影响,优化设计了中空纤维膜蒸馏组件,探究了高分子无孔膜在蒸发换热应用中的传热特性。膜蒸馏过程中疏水多孔膜的传质过程可以用努森扩散和粘滞流动混合机理模型进行描述,膜孔径及膜厚度参数对传质通量影响显着,理论推导及实验结果显示,当膜孔径变化范围较大时采用多层膜模型(非均态膜模型)描述膜孔中的传质过程更为准确,且其传质阻力主要集中在孔径较小的膜层内;膜表面的液固接触状态由膜疏水能力决定,接触角较低时为Wenzel接触模型,接触角较高时为Cassie-Baxter接触模型;提高膜表面的疏水性可以显着增加MD过程的实际蒸发面积并提高膜的抗污染能力,进而提高膜通量。采用FLUENT软件对错流式膜蒸馏组件中中空纤维膜的排列优化进行了研究,分析了管间距和管间夹角对组件综合性能的影响。当中空纤维膜管间距为2.5倍管径、管间夹角为90°时组件具有佳通量性能,其温差极化系数(TPC)和浓差极化系数(CPC)值均高于其他组件,表明组件内部的流场得到优化。通过实验手段对导热中空纤维管在蒸发换热过程中的传热研究表明,沸点进料(95℃)、管内流速为0.03 m/s时蒸发器可获得最大产水通量为20.76 kg/(m2·h),过程总传热系数在800—1000 W/(m2·K)左右,传热热阻主要集中在管壁及管程侧,且管壁热阻约占65%;模拟计算结果显示,若管壁材料的导热系数由0.3W/(m·K)提高到1.0 W/(m·K)以上、壁厚在0.10 mm以下时,管壁热阻不再是过程的主要热阻,且总传热系数可提高到2000 W/(m2·K)以上,与金属换热器传热性能相当,这些结论为高分子换热器的进一步研究提供了突破方向。以上研究结果丰富和完善了高分子疏水膜中的热质传递理论,为其在脱盐淡化领域中的广泛应用提供了理论支撑和数据参考。

贾巍[10](2018)在《湿法纺丝制备PVDF中空纤维换热管及其传热强化研究》文中研究指明以金属管作为换热元件的列管式换热器是热法海水淡化领域应用较广的一种热量交换设备,但其长期存在金属腐蚀及管表面结垢问题。利用氟塑料换热管制备的列管式塑料换热器,因耐腐蚀、抗污染,是近年来传热领域研究的热点之一,但换热管低的导热性能,阻碍了塑料换热器的推广应用。针对塑料换热管导热系数低的问题,本文采用非溶剂致相分离法(NIPS),通过控制纺丝液中磺化聚醚砜(SPES)固含量(WSPES)和磺化度(DSSPES),制备出具有致密层/非致密层复合结构,外表面接触角分别为49.8°±0.5°、78.1°±0.3°的PVDF/SPES中空纤维表面亲水、PVDF中空纤维表面疏水换热管。利用换热管致密的外皮层,阻隔换热器管程与壳程两侧流体,通过在非致密层内填充较PVDF基质具有更高导热系数液态水的方法,提高换热管的导热性能。本文将单根表面亲水、疏水中空纤维换热管编织,制备PVDF列管式塑料换热器,一方面通过增加换热管两侧流体在换热管表面上的径向扰动,从而强化两侧流体的对流传热性能;另一方面,在列管式塑料换热器壳程,构建蒸汽冷凝用亲/疏水组合表面,利用组合表面上亲水、疏水区域协同作用,从而强化组合表面上蒸汽冷凝传热。通过以上两种途径,及换热管非致密层内填充水而提高其导热性能的方法,最终实现PVDF列管式塑料换热器在蒸汽冷凝过程的传热强化。本文深入研究了中空纤维表面亲水、疏水换热管制备、结构与性能表征的方法,表面亲水、疏水中空纤维换热管编织强化蒸汽冷凝传热,及亲/疏水组合表.面强化蒸汽冷凝传热。研究表明,较熔融拉伸法制备的结构致密的PVDF中空纤维表面疏水换热管而言,NIPS法制备的中空纤维表面亲水、表面疏水换热管的导热系数均提高了约2.7倍;较表面亲水换热管(非编织)而言,表面疏水换热管(非编织)的蒸汽冷凝总传热系数(K)稍高些;换热管编织可使单一的亲水或疏水表面上的K值提高约(10.8±0.3)%;较单一的亲水表面、疏水表面(编织)而言,构建亲/疏水组合表面,可分别使K值提高(36.2±0.2)%、(27.6±0.3)%。本文通过制备中空纤维表面亲水、表面疏水换热管而研制的PVDF列管式塑料换热器,能够实现其传热过程的强化。该研究,对促进列管式塑料换热器的发展,具有重要意义。

二、聚合物表面性能对强化冷凝传热的影响(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、聚合物表面性能对强化冷凝传热的影响(论文提纲范文)

(1)蒸气冷凝传热强化研究进展(论文提纲范文)

1 冷凝传热特性及控制机理
2 界面调控新策略及传热性能强化
    2.1 滴状冷凝强化: 液滴弹跳和液滴减阻
    2.2 膜状冷凝强化: 毛细薄液膜
    2.3 滴-膜冷凝强化: 液滴抽吸与自迁移
    2.4 冷凝传热性能强化
3 工业化应用中的关键问题
    3.1 耐久性强化换热表面
    3.2 强化换热管的开发
    3.3 装备系统的设计优化
4 结论与展望

(4)氟化石墨烯/聚合物功能涂层的防腐性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 工业换热设备防腐涂层研究现状
        1.2.1 工业换热设备传统防腐涂层
        1.2.2 填料/聚合物复合导热防腐涂层
    1.3 石墨烯防腐与导热涂层研究现状
        1.3.1 石墨烯防腐涂层
        1.3.2 石墨烯导热涂层
    1.4 氟化石墨烯研究现状
        1.4.1 氟化石墨烯的制备
        1.4.2 氟化石墨烯的应用
    1.5 本文主要研究思路
2 全氟化石墨烯的制备及其防腐性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料和仪器
        2.2.2 全氟化石墨烯的制备
        2.2.3 还原氧化石墨烯的制备
        2.2.4 复合涂层的制备
        2.2.5 复合涂层气密性测试
        2.2.6 复合涂层防腐性能测试
        2.2.7 制备材料及铜基体的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 制备材料的表征
        2.3.2 复合涂层气密性及结构
        2.3.3 复合涂层防腐性能
        2.3.4 复合涂层腐蚀促进效应
    2.4 本章小结
3 氟化改性调控ORR活性抑制石墨烯的腐蚀促进效应
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料和仪器
        3.2.2 部分氟化石墨烯的制备
        3.2.3 复合涂层的制备
        3.2.4 复合涂层气密性测试
        3.2.5 复合涂层防腐性能的测试
        3.2.6 制备材料及铜基体的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 制备材料的表征
        3.3.2 复合涂层腐蚀促进效应
        3.3.3 复合涂层气密性
        3.3.4 复合涂层防腐性能
    3.4 本章小结
4 氟化石墨烯/环氧超疏水涂层的构建及其增强防腐性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料和仪器
        4.2.2 超疏水涂层的制备
        4.2.3 超疏水涂层防腐性能测试
        4.2.4 超疏水涂层自清洁性能和稳定性测试
        4.2.5 超疏水涂层的表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 超疏水涂层表面形貌及结构
        4.3.2 超疏水涂层防腐性能
        4.3.3 超疏水涂层自清洁性能
        4.3.4 超疏水涂层稳定性
    4.4 本章小结
5 氟化石墨烯复合涂层协同强化防腐和冷凝传热性能研究
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料和仪器
        5.2.2 氟化石墨烯复合涂层制备
        5.2.3 复合涂层防腐性能测试
        5.2.4 复合涂层导热和疏水性能表征
        5.2.5 复合涂层冷凝传热性能测试
        5.2.6 复合涂层冷凝传热性能数据分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 复合涂层防腐性能
        5.3.2 冷凝传热装置的可靠性分析及误差分析
        5.3.3 复合涂层导热和疏水性能
        5.3.4 复合涂层强化冷凝传热性能
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(5)高效冷凝传质传热微纳界面研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 强化冷凝传质传热研究意义
    1.2 超疏水表面研究进展
        1.2.1 生物原型(蝉翼翅膀)
        1.2.2 冷凝微滴自去除原理
        1.2.3 人工界面及制备方法
        1.2.3.1 无机材质
        1.2.3.2 高分子材质
        1.2.3.3 金属材质
        1.2.4 超疏水界面冷凝传热研究进展
    1.3 耦合微区表面能差异研究进展
        1.3.1 生物原型(沙漠甲虫)
        1.3.2 超疏水表面引入亲水微区
        1.3.3 其他杂化界面
    1.4 耦合三维形貌差异研究进展
    1.5 立题思想
    参考文献
第2章 微滴辅助法在超疏水表面构筑亲水微区并实现冷凝液滴高效成核与自去除
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要试剂与仪器
        2.2.2 氧化锌纳米针阵列结构的制备
        2.2.3 纳米样品表面修饰低表面能分子
        2.2.4 低粘超疏水表面微区亲水化
        2.2.5 样品形貌及化学表征
        2.2.6 样品表面浸润性及粘附力表征
        2.2.7 样品表面大气工况下冷凝动力学表征
        2.2.8 样品表面环境扫描电子显微镜下冷凝动力学表征
    2.3 实验结果和讨论
        2.3.1 亲疏水复合表面的制备及表征
        2.3.2 亲疏水复合表面浸润性及粘附力的测试
        2.3.3 亲疏水复合表面冷凝传质性能表征
        2.3.4 优化亲疏水复合表面强化冷凝传质性能表征
    2.4 本章小结
    参考文献
第3章 超疏水表面引入非均匀分布亲水微区实现冷凝微滴限域生长并可控去除
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要试剂与仪器
        3.2.2 氧化锌纳米针阵列的制备
        3.2.3 纳米样品表面修饰低表面能分子
        3.2.4 低粘超疏水表面修饰超亲水位点
        3.2.5 样品形貌及化学表征
        3.2.6 亲疏水复合样品表面荧光表征
        3.2.7 样品表面浸润性及粘附力表征
        3.2.8 样品表面大气工况下冷凝动力学表征
    3.3 实验结果和分析
        3.3.1 非均匀分布亲疏水复合表面的制备及表征
        3.3.2 冷凝液滴的限域生长及可控融合自去除
        3.3.3 引入超亲水位点对超疏水表面浸润性及粘附力的影响
        3.3.4 图案化冷凝液滴择优成核、限域生长以及可控去除机理解释
        3.3.5 不同非均匀分布复合表面冷凝液滴的限域生长及可控融合自去除
        3.3.6 非均匀分布图案设计以实现可控去除的相图研究
    3.4 本章小结
    参考文献
第4章 超疏水表面引入非均匀分布疏水微腔可实现冷凝微滴限域生长及可控去除
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要试剂与仪器
        4.2.2 氧化锌纳米针阵列的制备
        4.2.3 光刻胶保护选择性腐蚀图案化微腔阵列
        4.2.4 微/纳复合表面修饰低表面能分子
        4.2.5 样品形貌及化学表征
        4.2.6 样品表面浸润性及粘附力表征
        4.2.7 样品表面大气工况下冷凝动力学表征
        4.2.8 样品表面环境扫描电子显微镜下冷凝动力学表征
    4.3 实验结果和讨论
        4.3.1 非均匀分布微腔复合表面实现冷凝液滴可控去除原理示意图
        4.3.2 非均匀分布微腔超疏水复合表面的制备与表征
        4.3.3 超疏水微腔复合界面表面接触角及浸润性表征
        4.3.4 超疏水微腔复合表面可实现冷凝液滴的择优成核与限域生长
        4.3.5 冷凝液滴的限域生长及可控融合自去除
        4.3.6 冷凝液滴限域生长及可控融合自去除的机理解释
    4.4 本章小结
    参考文献
第5章 超疏水非均匀分布复合表面强化冷凝传质传热性能
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 主要试剂与仪器
        5.2.2 氧化锌纳米针阵列的制备
        5.2.3 非均匀分布微腔复合表面的制备
        5.2.4 非均匀分布亲疏水复合表面的制备
        5.2.5 样品形貌及化学表征
        5.2.6 非均匀分布复合样品表面大气工况下冷凝传质性能表征
        5.2.7 非均匀分布复合样品表面冷凝相变传热性能表征
    5.3 实验结果和讨论
        5.3.1 ZnO纳米针及非均匀分布复合表面的表征
        5.3.2 样品表面大气工况下冷凝动力学表征
        5.3.3 样品表面蒸汽工况下强化冷凝传热性能
    5.4 本章小结
    参考文献
第6章 总结和展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(6)蒸汽珠状冷凝传热的研究进展(论文提纲范文)

1 珠状冷凝中液滴的润湿特性
    1.1 液滴的润湿
        1.1.1 接触角
        1.1.2 润湿模式
    1.2 初始液滴(液核)的形成和润湿
        1.2.1 液膜破裂假说
        1.2.2 冷凝成核假说
        1.2.3 珠膜共存假说
    1.3 讨论
2 传热机理及其理论建模
    2.1 传热机理
    2.2 模型研究
        2.2.1 珠状冷凝传热模型的特点
        2.2.2 经典模型
        2.2.3 新场景下的拓展
        2.2.4 基于分形理论的珠状冷凝传热模型
3 数值模拟
    3.1 分子动力学方法
        3.1.1 初始液滴的形成机理
        3.1.2 纳米液滴的润湿调控
        3.1.3 探索纳米液滴脱除机理
    3.2 格子玻尔兹曼方法
4 实验研究
    4.1 表面改性技术
        4.1.1 超疏水表面的制备
        4.1.2 超疏水表面的优化技术
    4.2 纯蒸汽珠状冷凝实验研究
        4.2.1 第一阶段:凝结机理和传热测量
        4.2.2 第二阶段:表面改性技术兴起
        4.2.3 第三阶段:多种强化方式综合利用
    4.3 含不凝性气体的实验研究
        4.3.1 第一阶段:干扰因素
        4.3.2 第二阶段:少量不凝结气体对传热的影响
        4.3.3 第三阶段:大量不凝结气体存在时的传热强化
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 挑战
        5.2.1 研究对象上的三个问题
        5.2.2 研究方法上的两个“结合”
        5.2.3 应用市场上的两个“面对”
    5.3 具体问题的建议
    5.4 展望

(7)聚丙烯中空纤维管制塑料换热器传热强化方法及性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 换热器概述
        1.1.1 换热器简介及分类
        1.1.2 换热器传热机理
        1.1.3 换热器在热法海水淡化领域的应用
        1.1.4 管壳式换热器强化传热研究
    1.2 塑料换热器概述
        1.2.1 塑料换热器简介及分类
        1.2.2 塑料换热器材料
        1.2.3 塑料换热器研究进展
    1.3 蒸汽冷凝传热概述
        1.3.1 蒸汽冷凝简介
        1.3.2 蒸汽冷凝传热简介
        1.3.3 蒸汽冷凝传热强化方法及其研究进展
    1.4 界面聚合法概述
        1.4.1 界面聚合法简介
        1.4.2 界面聚合法的应用
    1.5 研究意义与内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第二章 聚丙烯中空纤维换热管界面聚合改性及表征方法
    2.1 实验设备及仪器
    2.2 实验用材料
    2.3 聚丙烯中空纤维换热管界面聚合改性方法
    2.4 聚丙烯中空纤维换热管界面聚合改性表征方法
        2.4.1 扫描电镜(SEM)测试
        2.4.2 表面粗糙度测试
        2.4.3 红外光谱(FT-IR)测试
        2.4.4 表面接触角测试
        2.4.5 拉伸性能测试
        2.4.6 传热系数测试
    2.5 本章小结
第三章 界面聚合法改性PP换热管及其强化传热研究
    3.1 蒸汽冷凝用亲-疏水组合表面构建方法
    3.2 亲-疏水组合表面强化蒸汽冷凝传热机理
    3.3 界面聚合改性PP换热管研究
        3.3.1 改性换热管FT-IR红外光谱分析
        3.3.2 改性换热管形貌分析
        3.3.3 改性换热管粗糙度分析
        3.3.4 改性换热管表面接触角分析
    3.4 界面聚合改性强化PP换热管传热性能研究
        3.4.1 水相单体浓度对换热管传热性能的影响
        3.4.2 有机相单体浓度对换热管传热性能的影响
        3.4.3 有机相浸泡时间对换热管传热性能的影响
        3.4.4 吹扫时间对换热管传热性能的影响
        3.4.5 反应时间对换热管传热性能的影响
        3.4.6 换热管界面聚合改性参数优化
    3.5 本章小结
第四章 界面聚合改性PP换热管制塑料换热器传热强化研究
    4.1 表面活性剂促进界面聚合反应改性PP换热管研究
        4.1.1 添加表面活性剂的界面聚合方法
        4.1.2 表面活性剂对换热管形貌的影响
        4.1.3 表面活性剂对换热管粗糙度的影响
        4.1.4 表面活性剂对换热管拉伸性能的影响
    4.2 PP中空纤维塑料换热器传热强化方法及性能研究
        4.2.1 表面活性剂促进界面聚合反应对换热器传热性能的影响
        4.2.2 换热器放置方式及流体流向对换热器传热性能的影响
        4.2.3 换热管装填密度及冷流体流速对换热器传热性能的影响
        4.2.4 冷流体进口温度对换热器传热效果的影响
        4.2.5 换热管编织对换热器传热性能的影响
        4.2.6 换热管保存方式对换热器传热性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(8)凝胶涂覆法制备PVDF中空纤维换热管及其强化传热性能的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 换热器概述
        1.1.1 换热器简介
        1.1.2 换热器传热方式
        1.1.3 换热器分类
    1.2 塑料换热器
        1.2.1 塑料换热器简介
        1.2.2 塑料换热器材料
        1.2.3 提高强化塑料换热器传热性能的研究进展
    1.3 蒸气冷凝概述
        1.3.1 蒸气冷凝简介
        1.3.2 超疏水表面基础理论
        1.3.3 超疏水表面的制备方法
    1.4 本论文工作的提出
第二章 实验材料及方法
    2.1 实验材料、设备与仪器
    2.2 换热管致密皮层的制备
    2.3 换热管超疏水表面的制备
    2.4 PVDF换热管基本性能表征
        2.4.1 扫描电镜(SEM)表征
        2.4.2 红外光谱(FTIR)分析
        2.4.3 接触角测试
        2.4.4 机械性能测试
        2.4.5 孔隙率测试
        2.4.6 导热系数的测试
        2.4.7 气密性能的测试
        2.4.8 纯水通量的测试
        2.4.9 粒度测试
        2.4.10 粗糙度测试
        2.4.11 PVDF换热管传热系数的测定
第三章 凝胶涂覆法制备PVDF换热管及其性能
    3.1 凝胶涂覆法制备换热管M_1的基本性能分析
        3.1.1 PVDF复合换热管的形貌分析
        3.1.2 PVDF复合换热管的孔隙率及导热系数
        3.1.3 PVDF复合换热管的FTIR分析
        3.1.4 换热管M_1与原膜外表面接触角的对比分析
    3.2 凝胶反应条件对换热管性能的影响
        3.2.1 PDMS浓度对换热管性能的影响
        3.2.2 PDMS分子量对换热管性能的影响
        3.2.3 涂覆时间对换热管性能的影响
        3.2.4 ZnO的添加量对换热管性能的影响
    3.3 本章小结
第四章 换热管超疏水表面的构建及强化传热性能的研究
    4.1 致密性能
    4.2 红外分析
    4.3 机械强度及孔隙率
    4.4 耐久性能
    4.5 正硅酸乙酯含量对换热管性能的影响
        4.5.1 正硅酸乙酯含量对换热管表面二氧化硅粒径及粗糙度的影响
        4.5.2 正硅酸乙酯含量对换热管接触角及传热性能的影响
    4.6 反应温度对换热管性能的影响
        4.6.1 反应温度对换热管表面SiO_2粒径及粗糙度的影响
        4.6.2 反应温度对换热管接触角及传热性能的影响
    4.7 氨水含量对换热管性能的影响
        4.7.1 氨水含量对换热管表面SiO_2粒径及粗糙度的影响
        4.7.2 氨水含量对换热管接触角及传热性能的影响
    4.8 超疏水改性前后换热管疏水性及传热性能的比较
    4.9 与其他换热管传热性能的比较
    4.10 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(9)基于脱盐过程的疏水膜热质传递特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 疏水高分子膜及脱盐应用
        1.2.1 高分子疏水膜概述
        1.2.2 基于膜过程的脱盐淡化技术
    1.3 膜蒸馏脱盐技术
        1.3.1 膜蒸馏技术原理
        1.3.2 膜蒸馏膜
        1.3.3 膜蒸馏装置及应用现状
        1.3.4 膜孔内的热质传递研究现状
        1.3.5 膜蒸馏膜表面热质传递研究现状
    1.4 塑料换热器及其应用
        1.4.1 塑料换热器的研究现状
        1.4.2 塑料换热器的应用
        1.4.3 中空纤维换热器
    1.5 本课题研究内容与研究路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究路线
第二章 膜孔中的热质传递过程研究
    2.1 引言
    2.2 传质模型理论推导
    2.3 VMD验证实验
    2.4 传质过程模拟
    2.5 研究结果与讨论
        2.5.1 VMD过程传质模型
        2.5.2 均态膜模型验证
        2.5.3 膜参数对VMD性能的影响
        2.5.4 膜参数的敏感性分析
        2.5.5 非均态膜模型对比
        2.5.6 传质阻力分布分析
    2.6 本章小结
    2.7 本章符号表
第三章 多孔膜表面润湿性能对热质传递的影响
    3.1 引言
    3.2 膜孔中的传质机理
    3.3 疏水膜表面热质传递机理
        3.3.1 微观尺度下的蒸发面积计算
        3.3.2 宏观过程热质传递机理
    3.4 膜蒸馏实验及过程模拟
        3.4.1 疏水表面膜蒸馏膜制备
        3.4.2 膜蒸馏过程模拟计算
    3.5 研究结果与讨论
        3.5.1 Wenzel模型和Cassie-Baxter模型的比较
        3.5.2 DCMD实验结果
        3.5.3 VMD实验结果
        3.5.4 实验与理论对比
        3.5.5 疏水能力对传热过程的影响
    3.6 本章小结
    3.7 本章符号表
第四章 基于中空纤维膜的膜蒸馏组件设计优化
    4.1 引言
    4.2 热质传递过程
    4.3 模拟计算及实验研究
        4.3.1 模拟计算
        4.3.2 VMD实验
    4.4 研究结果与讨论
        4.4.1 网格独立性检验
        4.4.2 计算模型验证
        4.4.3 组件填充密度及流速分布
        4.4.4 渗透流量
        4.4.5 极化系数分析
        4.4.6 压降与剪切力
    4.5 本章小结
    4.6 本章符号表
第五章 疏水中空纤维管的传热性能及换热应用
    5.1 引言
    5.2 塑料换热器传热实验与过程模拟
        5.2.1 换热组件的制备
        5.2.2 实验装置与实验过程
        5.2.3 模拟计算过程
    5.3 数据分析方法
        5.3.1 蒸发过程热质平衡分析
        5.3.2 传热系数分析
        5.3.3 传热热阻分析
    5.4 研究结果与讨论
        5.4.1 实验结果与计算模型验证
        5.4.2 过程有效蒸发能量比分析
        5.4.3 传热系数对比分析
        5.4.4 传热热阻分布
        5.4.5 纤维管壁导热系数对传热的影响
        5.4.6 纤维管壁厚度对传热的影响
    5.5 本章小结
    5.6 本章符号表
第六章 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 展望
    6.3 创新点
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(10)湿法纺丝制备PVDF中空纤维换热管及其传热强化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 换热器概述
        1.1.1 热量传递简介
        1.1.2 换热器简介
        1.1.3 换热器分类
        1.1.4 换热器传热方式
        1.1.5 换热器研究进展
        1.1.6 换热器在海水淡化领域的应用
    1.2 塑料换热器概述
        1.2.1 塑料换热器特点
        1.2.2 塑料换热器分类
        1.2.3 塑料换热器研究进展
    1.3 蒸汽冷凝概述
        1.3.1 蒸汽冷凝过程
        1.3.2 蒸汽冷凝机理
        1.3.3 蒸汽冷凝传热强化方法及其研究进展
    1.4 本论文工作的提出
第二章 中空纤维换热管制备及表征方法
    2.1 实验设备与仪器
    2.2 实验用材料
    2.3 磺化聚醚砜制备方法
    2.4 中空纤维换热管制备方法
    2.5 中空纤维换热管结构与性能表征方法
        2.5.1 中空纤维换热管红外光谱测试
        2.5.2 中空纤维换热管SEM测试
        2.5.3 中空纤维换热管接触角测试
        2.5.4 中空纤维换热管拉伸性能测试
        2.5.5 中空纤维换热管孔隙率测试
        2.5.6 中空纤维换热管气密性测试
        2.5.7 中空纤维换热管纯水通量测试
        2.5.8 中空纤维换热管总传热系数测试
    2.6 本章小结
第三章 换热管结构、性能及其编织强化换热管传热研究
    3.1 中空纤维换热管制备过程
    3.2 中空纤维换热管FT-IR分析
    3.3 中空纤维换热管形貌分析
    3.4 中空纤维换热管性能研究
        3.4.1 中空纤维换热管接触角
        3.4.2 中空纤维换热管拉伸性能
        3.4.3 中空纤维换热管气密性
    3.5 编织强化换热管传热研究
        3.5.1 NIPS制备方法强化中空纤维换热管传热研究
        3.5.2 管编织法强化中空纤维换热管传热研究
    3.6 本章小结
第四章 构建蒸汽冷凝用亲/疏水组合表面强化换热管传热研究
    4.1 蒸汽冷凝用亲/疏水组合表面构建方法
    4.2 亲/疏水组合表面强化蒸汽冷凝传热机理
    4.3 涂覆注改变中空纤维换热管外表面接触角研究
        4.3.1 中空纤维换热管外表面涂覆改性方法
        4.3.2 中空纤维换热管外表面涂覆改性结果
    4.4 换热器亲/疏水组合表面上蒸汽冷凝传热强化研究
        4.4.1 换热器放置及流体操作方式对蒸汽冷凝传热性能的影响
        4.4.2 换热器装填密度对蒸汽冷凝传热性能的影响
        4.4.3 换热管编织周期对蒸汽冷凝传热性能的影响
        4.4.4 换热管表面接触角对蒸汽冷凝传热性能的影响
        4.4.5 换热管管径对蒸汽冷凝传热性能的影响
        4.4.6 换热器运行时间对蒸汽冷凝传热性能的影响
    4.5 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

四、聚合物表面性能对强化冷凝传热的影响(论文参考文献)

  • [1]蒸气冷凝传热强化研究进展[J]. 温荣福,杜宾港,杨思艳,刘渊博,李启迅,程雅琦,兰忠,马学虎. 清华大学学报(自然科学版), 2021
  • [2]不同结构超疏水表面的制备及传热性能研究[D]. 赵雨新. 东北石油大学, 2021
  • [3]管外蒸汽冷凝传热过程的实验和CFD模拟[D]. 卢雅聪. 北京化工大学, 2021
  • [4]氟化石墨烯/聚合物功能涂层的防腐性能研究[D]. 杨政清. 大连理工大学, 2021
  • [5]高效冷凝传质传热微纳界面研究[D]. 邢丹丹. 中国科学技术大学, 2020(01)
  • [6]蒸汽珠状冷凝传热的研究进展[J]. 唐桂华,胡浩威,牛东,郭琳,盛强,石钰. 科学通报, 2020(17)
  • [7]聚丙烯中空纤维管制塑料换热器传热强化方法及性能研究[D]. 李希漫. 天津工业大学, 2020(02)
  • [8]凝胶涂覆法制备PVDF中空纤维换热管及其强化传热性能的研究[D]. 柴叶霞. 天津工业大学, 2019(07)
  • [9]基于脱盐过程的疏水膜热质传递特性研究[D]. 刘军. 天津大学, 2018(06)
  • [10]湿法纺丝制备PVDF中空纤维换热管及其传热强化研究[D]. 贾巍. 天津工业大学, 2018(11)

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聚合物表面性质对增强冷凝传热的影响
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