[發(fā)明專利]利用聲場(chǎng)控制超疏水表面滴狀冷凝傳熱性能的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811440191.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109283852A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷威;盛化才;夏衛(wèi)華;張蕾;姚勇泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海置信節(jié)能環(huán)保有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B15/02
• 分類(lèi)號(hào): G05B15/02;H04R1/22
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李青

本發(fā)明涉及強(qiáng)化傳熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用聲場(chǎng)控制超疏水表面滴狀冷凝傳熱性能的裝置。其包括殼體，殼體的內(nèi)部設(shè)置有滴狀冷凝換熱器，殼體的上端設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，殼體的下端設(shè)置有凝結(jié)水出口，殼體的一側(cè)設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，且冷卻水進(jìn)口位于冷卻水出口的上方；殼體的另一側(cè)設(shè)置有音響，音響與殼體的側(cè)壁固定連接；還包括控制模塊、調(diào)節(jié)單元和傳熱性能檢測(cè)單元，控制單元與調(diào)節(jié)單元連接，調(diào)節(jié)單元與音響連接，以使音響產(chǎn)生與控制單元產(chǎn)生的信號(hào)具有相應(yīng)頻率和振幅的振動(dòng)，該振動(dòng)加載于滴狀冷凝換熱器；傳熱性能檢測(cè)單元檢測(cè)得到的傳熱性能信號(hào)傳輸給控制單元，控制單元調(diào)節(jié)音響的振動(dòng)信號(hào)頻率及振幅。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及強(qiáng)化傳熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用聲場(chǎng)控制超疏水表面滴狀冷凝傳熱性能的裝置。

背景技術(shù)

滴狀冷凝以其較高的傳熱系數(shù)已經(jīng)引起了眾多研究者的廣泛興趣，并在傳熱機(jī)理、實(shí)現(xiàn)方法、以及工業(yè)應(yīng)用(減小設(shè)備規(guī)模、降低生產(chǎn)成本)等方面進(jìn)行了廣泛的研究。然而，常用工業(yè)設(shè)備中大多為具有高表面自由能的金屬材料，能被多數(shù)液體浸潤(rùn)，要在金屬表面上形成滴狀冷凝，則必須對(duì)金屬表面進(jìn)行改性處理(如在表面鍍上金、銀、銠、鈀等貴重金屬)或使用適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)劑(憎水基的有機(jī)促進(jìn)劑如油酸、硫醇、褐煤蠟等及采用金屬硫化物等無(wú)機(jī)化合物作促進(jìn)劑)；尋找能制備穩(wěn)定滴狀冷凝表面的方法及表面處理技術(shù)是當(dāng)前滴狀冷凝研究中最重要的領(lǐng)域之一。

目前，隨著微納米技術(shù)的發(fā)展，納米疏水材料制備的日臻成熟，超疏水表面以其較高的接觸角及很小的滾動(dòng)角等特征在工業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。將微納米疏水材料應(yīng)用到冷凝器的研制中，實(shí)現(xiàn)空調(diào)蒸發(fā)器內(nèi)部盤(pán)管表面由膜狀凝結(jié)轉(zhuǎn)為滴狀凝結(jié)是目前采用的重要方法。然而，目前利用超疏水表面實(shí)現(xiàn)的滴狀冷凝過(guò)程中，冷凝液滴是在增長(zhǎng)到一定閾值后在重力作用下自然脫落，由于脫落的液滴尺寸較大時(shí)熱阻也較大，使得冷凝傳熱系數(shù)并不能得到較大提高。此外，冷凝液滴在粗糙表面微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部核化、生長(zhǎng)，形成粘性極強(qiáng)的Wenzel液滴，使其疏水能力顯著降低，使得冷凝液滴生長(zhǎng)到很大尺寸依然不能自然脫落。因此，使冷凝液滴的快速脫落，即研究由Wenzel液滴快速轉(zhuǎn)變?yōu)檎承晕⑷醯腃assie狀態(tài)液滴的方法，對(duì)提高冷凝傳熱系數(shù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用聲場(chǎng)控制超疏水表面滴狀冷凝傳熱性能的裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在滴狀冷凝過(guò)程中，傳熱系數(shù)無(wú)法控制的技術(shù)問(wèn)題。

基于上述目的，本發(fā)明提供了一種利用聲場(chǎng)控制超疏水表面滴狀冷凝傳熱性能的裝置，包括殼體，所述殼體的內(nèi)部設(shè)置有滴狀冷凝換熱器，所述殼體的上端設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，所述殼體的下端設(shè)置有凝結(jié)水出口，所述殼體的一側(cè)設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，且所述冷卻水進(jìn)口位于所述冷卻水出口的上方；所述殼體的另一側(cè)設(shè)置有音響，所述音響與所述殼體的側(cè)壁固定連接；

還包括控制模塊、調(diào)節(jié)單元和傳熱性能檢測(cè)單元，所述控制單元與所述調(diào)節(jié)單元連接，所述調(diào)節(jié)單元與所述音響連接，以使所述音響產(chǎn)生與所述控制單元產(chǎn)生的信號(hào)具有相應(yīng)頻率和振幅的振動(dòng)，該振動(dòng)加載于所述滴狀冷凝換熱器；所述傳熱性能檢測(cè)單元對(duì)所述滴狀冷凝換熱器的傳熱性能進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)得到的傳熱性能信號(hào)傳輸給所述控制單元，所述控制單元根據(jù)反饋的所述傳熱性能信號(hào)更新預(yù)設(shè)的信號(hào)頻率及振幅，再對(duì)所述調(diào)節(jié)單元進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)所述音響的振動(dòng)信號(hào)頻率及振幅。

進(jìn)一步地，在某些實(shí)施例中，所述傳熱性能檢測(cè)單元包括四個(gè)檢測(cè)子單元，所述四個(gè)檢測(cè)子單元分別位于所述蒸汽進(jìn)口、所述凝結(jié)水出口、所述冷卻水進(jìn)口和所述冷卻水出口；所述四個(gè)檢測(cè)子單元與所述控制模塊連接。

進(jìn)一步地，在某些實(shí)施例中，所述四個(gè)檢測(cè)子單元分別包括流量傳感器和溫度傳感器，所述流量傳感器和所述溫度傳感器均與所述控制模塊連接。

進(jìn)一步地，在某些實(shí)施例中，所述滴狀冷凝換熱器的表面為具有微凸結(jié)構(gòu)的超疏水表面。

進(jìn)一步地，在某些實(shí)施例中，所述滴狀冷凝換熱器包括多個(gè)管板，多個(gè)所述管板沿所述殼體的高度方向間隔設(shè)置，相鄰兩個(gè)所述管板之間形成冷卻通道。