石墨烯納米懸浮液大容器淬火沸騰傳熱特性的實驗研究.pdf

1、本文采用瞬態(tài)淬火法對石墨烯納米懸浮液的大容器沸騰傳熱特性進行研究采用三步稀釋法制備了五個不同濃度（質量分數(shù)范圍1～100ppm）氧化石墨烯納米懸浮液，通過表征所配試樣的穩(wěn)定性滿足實驗要求。
　　為了厘清不同濃度下石墨烯納米懸浮液，在不同粗糙度、不同金屬的沸騰表面和不同淬火次數(shù)等條件下的淬火沸騰特性，通過一系列的對比實驗，分析后獲得以下結論:
　　對光滑銅球鍍鎳表面，淬火工質中不同濃度氧化石墨烯納米顆粒的添加一般能加快淬火冷卻

2、速度，提高沸騰臨界熱流密度(CHF)值。在實驗范圍內(nèi)，最快淬火冷卻過程發(fā)生在100ppm懸浮液中第2次淬火，淬火時間相較于在水中淬火縮短了約39％;而最大臨界熱流密度（CHFmax）值在50ppm的第3次淬火中得到，約為水中CHF值的111％。
　　對銅球不同粗糙度的鍍鎳表面，沸騰表面粗糙度增加，淬火冷卻速率的改變趨勢和懸浮液的濃度也有關;20ppm濃度下，M4表面（Ra806.0nm）在懸浮液中連續(xù)6次淬火之后再次在去離子水中淬

3、火得到最快淬火冷卻過程，淬火時間相較于最初沸騰表面直接在水中淬火縮短了約39％，CHFmax在M2表面(Ra214.3nm)第5次在懸浮液中淬火得到，此時的CHF值約為水中CHF值的118％;10ppm濃度下，M3表面(Ra574.3nm)在懸浮液中連續(xù)4次淬火之后再次在去離子水中淬火得到最快淬火冷卻過程，淬火時間相較于最初沸騰表面直接在水中淬火縮短了約18％，CHFmax在P表面(Ra64.2nm)第2次在懸浮液中淬火得到，強化約為1

4、06％。
　　對銅球不同材料的表面，銅淬火后的表面在1ppm懸浮液中淬火冷卻速率和CHF的強化都高于鎳表面，銅淬火后的表面在懸浮液中第2次淬火得到最快的淬火冷卻過程，淬火時間約為92s，CHFmax相較于在去離子水中淬火CHF強化約121％。
　　從本文實驗結果中可以推測:沸騰表面納米顆粒的逐次沉積致使沸騰表面結構方式變化，隨著淬火次數(shù)的增加存在某一表面結構特別有利于沸騰換熱，我們稱之為極佳淬火表面（此時淬火體溫度冷卻最快）