面向微通道换热器的耐久性超疏水涂层调控及其抑霜性能

本研究针对微通道换热器提出了一种具有良好耐久性的超疏水涂层制备方法。首先采用一步水热法原位合成具有微纳二级粗糙结构的锌铝水滑石(Zn-Al LDH),再通过电化学沉积法在表面沉积低表面能物质。水热法制备的粗糙结构很好的保护了电化学沉积得到的低表面能薄膜,增强了超疏水涂层的耐久性。同时,电化学测试发现,基体的自腐蚀电位从-1.454 V正移至-1.2989 V,腐蚀电流密度从纯铝微通道表面的2.564×10^-3A·cm^-2降低到5.2×10^-6A·cm^-2,显示出超疏水微通道换热器具有极好的耐腐蚀性能。此外,超疏水微通道的结霜实验和模拟结果表明其具有良好的抗结霜性能。     

弹跳液滴与超疏水表面的换热特性研究

了解弹跳液滴在固体表面的动力学和传热特性对于促进自清洁、防冰和热管理等领域的发展是至关重要的。本文通过数值模拟的手段研究了冷液滴撞击热超疏水表面的过程。本文中提出了一种混合相场格子玻尔兹曼模型来描述液滴动力学和液固传热过程,并通过单个液滴在固体表面的铺展过程和定量冷却效率验证了所提出模型的正确性。随后对单个液滴碰撞超疏水表面的动力学行为和换热过程进行了模拟,结果表明热流密度不仅与液固接触面积有关,还与液滴与基体之间的温差有关。此外增大液滴的韦伯数对换热过程有促进作用,而增大液滴的雷诺数反而会抑制换热。