文献类型：期刊文章

作　　者：娄德元[1] 刘庆[1] 梅胜[1] 杨少坤[1] 翟中生[1] 郑重[1] 成健[1] 刘顿[1]

LOU De-yuan;LIU Qing;MEI Sheng;YANG Shao-kun;ZHAI Zhong-sheng;ZHENG Zhong;CHENG Jian;LIU Dun(Key Laboratory of Modern Manufacturing Quality Engineering in Hubei Province,School of Mechanical Engineering,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)

机构地区：[1]湖北工业大学机械工程学院湖北省现代制造质量工程重点实验室

出　　处：《表面技术》

基　　金：湖北省教育厅科技研究计划(D20191308,D20181401);国家自然科学基金(51775176,51875180)~~

年　　份：2019

卷　　号：48

期　　号：11

起止页码：202-210

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSA、CSA-PROQEUST、CSCD、CSCD2019_2020、EI、JST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：目的针对特殊润湿性表面常用的化学法修饰具有高污染、热阻大和加工周期长的缺点,采用无化学的激光选区微织构技术增强不锈钢表面冷凝传热性能。方法用纳秒脉冲光纤激光正交扫描微织构不锈钢表面,获得正方形网格沟槽-凸起结构的超亲水表面,在电热恒温干燥箱中热处理降低其表面自由能,获得接触角156.7°与滚动角4.2°的不锈钢超疏水表面。然后对超疏水表面进行激光二次微织构,制备出楔形超疏水-超亲水选区微织构表面。通过SEM、XPS及三维光学显微镜分析表面形貌、化学成分及三维轮廓。对比单一超亲水、超疏水及原始表面,测得试样背面温度、冷凝水量和冷凝液滴平均脱落直径,根据相关冷凝传热理论公式计算出四种试样的表面冷凝传热系数。结果冷凝实验表明,楔形选区微织构表面冷凝传热系数可达到(159.7±1.8) W/(m^2·K),其表面冷凝液滴平均脱落直径达到1.2 mm,约为单一超疏水表面冷凝传热系数的2.0倍,冷凝液滴平均脱落直径为全超疏水的55%。结论选区微织构表面超亲水楔形通道对液流有自驱动作用,使冷凝液快速汇聚后脱离冷凝表面,这一选区微织构图案相比单一原始、超亲水及超疏水表面拥有更好的冷凝传热效果;同时表面冷凝液滴平均脱落直径减小,从而具有更高的冷凝传热系数。

关 键 词：不锈钢 冷凝传热系数  选区微织构  纳秒激光 楔形通道  

分 类 号：TG174.4]