全氟烷基表面活性剂强化池沸腾换热

作者：邢美波^*; 龚志明; 王瑞祥

来源：化工进展, 2020, 39(08): 2989-2997.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1778

• 表面活性剂
• 沸腾传热
• 汽泡动力学
• 界面特性

针对不同浓度的全氟烷基碘化物(Le-134)水溶液进行了核态池沸腾换热实验研究。首先对Le-134的界面吸附特性及在紫铜表面的润湿性进行了研究。结果表明,其静态表面张力随浓度增大而减小,动态表面张力下降速度随浓度增加而加快,在超过临界胶束浓度(critical micelle concentration,CMC)的较高浓度下(≥40mg/L),10s以内溶液表面张力即降低到20mN/m以下。Le-134水溶液在紫铜表面接触角随浓度增加而减小,在300mg/L时接触角仅为21°,具有良好的润湿性。沸腾过程与去离子水相比,Le-134水溶液产生的汽泡数量明显增多,汽泡尺寸减小,汽泡合并现象减少。结果表明,Le-134的添加可以有效强化池沸腾换热,同热流密度下随浓度增大强化效果越显著;同浓度下,随热流密度增大强化效果有所减弱。在10W/cm2下,300mg/L的Le-134相对去离子水工况强化效果最明显,沸腾表面过热度减少49.3%,沸腾换热系数增加109.1%。

• 单位
  北京建筑大学