DMLS微换热器粗糙度对Al2O3/R141b流动沸腾传热影响

摘要：

为了探究DMLS(直接金属激光烧结)微型换热器换热通道表面粗糙度对纳米流体制冷剂流动沸腾传热的影响,运用化学抛光技术改变不同DMLS微型换热器换热管道表面的粗糙度,制备0.01％低浓度Al2O3/R141b纳米流体制冷剂为实验工质,在不同的热流密度9.4～29.4 kW/m2、质量流率184.3～432.2 kg/(m2 ·s)下,研究不同DMLS换热管道表面下的粗糙度对Al2O3/R141b流动沸腾传热特性.研究结果表明:粗糙度对纳米流体制冷剂在DMLS微型换热器内流动沸腾传热有显著影响,纳米流体制冷剂的换热性能随粗糙度的减小而减弱,粗糙度减小80.4％,换热性能减弱22.5％;相同的工况下,相比于表面粗糙度为8.7 μm DMLS微型换热器换热管道,纳米流体制冷剂在粗糙度为5.8、3.2、1.7 μm DMLS微型换热器换热管道中的平均换热系数分别减小7.1％、14.1％、22.5％;DMLS微型换热器换热通道表面粗糙度越大,表面凹凸程度越大,单位长度换热通道内,纳米流体制冷剂与通道表面有更多的接触面积,促使单位面积上有更多的纳米制冷剂核气化核心密度,同时核化起点提前、壁面过热程度越低,有利于强化传热效果;实验结果与修正后的LAZAREK传热模型结果相对偏差为9.88％,验证了数学模型的有效性及实验结果的可靠性.

关键词：直接金属激光烧结、微型换热器、化学抛光技术、粗糙度、纳米流体制冷剂、流动沸腾传热

所属期刊栏目：47

分类号：TK124;TQ051.5(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金项目21276090

在线出版日期：2016-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：421-428