[发明专利]一种控制液体沸腾气泡大小的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制液体沸腾气泡大小的方法。

背景技术

沸腾一般是指发生在固-液界面上并伴有大量气泡生成的剧烈的传热现象，是一种流体力学、热量传输、质量传输和界面现象相互交织在一起的复杂现象。当加热面温度超过系统压力下液体的饱和温度时就会发生这种过程。液体受热沸腾是伴随有相变过程的对流传热，过热壁面液体在由液相变为气相时，吸收大量的相变潜热，所以沸腾传热的换热系数远高于单相对流传热。这意味着沸腾传热过程可以在相对小的壁面过热度下，将大量的热量从过热的壁面移除。由于这些优势，沸腾传热被视为一种高效率的传热技术并广泛应用于零件的加热与冷却。到目前为止，绝大多数的研究者都认为沸腾过程中传热与蒸汽泡的动力学行为有很大关系，因此必然会受到各种外部作用力的影响。而气泡在加热面脱附时的尺寸大小对于整个沸腾传热的效率有很大的影响。气泡脱附尺寸受浮力与表面张力等的联合作用，目前为止没有很好的办法来控制脱附气泡的大小。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种控制液体沸腾气泡大小的方法。提出在沸腾液体外部施加梯度磁场，沸腾液体在梯度磁场内受到磁力的作用。通过控制梯度磁场的梯度方向和大小，来达到控制沸腾气泡尺寸大小的目的。由于气泡在加热面脱附时的尺寸大小对于整个沸腾传热的效率有很大的影响，所以本发明在热交换器、冷却回路与能量转换领域有广泛的科学和应用价值。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种控制液体沸腾气泡大小的方法，包括如下步骤：

a．将磁场发生装置对称布置于容器两侧，将沸腾液体置于容器内；

b．磁场发生装置产生梯度磁场，调节梯度磁场的梯度方向，当磁场发生装置产生的梯度磁场的梯度方向与沸腾液体的重力方向相同时，沸腾液体受到与重力方向相同的磁力，此时，由于合力的共同作用，沸腾液体中的气泡脱附尺寸变小，气泡迅速从加热面脱附，增强了沸腾传热的效率，梯度磁场的梯度越大，则对应着气泡脱附尺寸越小，沸腾传热效率越高；当磁场发生装置产生的梯度磁场的梯度方向与沸腾液体的重力方向相反时，沸腾液体受到与重力方向相反的磁力，此时，由于合力的共同作用，沸腾液体中的气泡脱附尺寸变大，气泡缓慢从加热面脱附，削弱了沸腾传热的效率，梯度磁场的梯度越大，则对应着气泡脱附尺寸越大，沸腾传热效率越低。所述沸腾液体为有机溶剂或无机溶剂。

本发明与现有技术相比较，具有显而易见的突出实质性特点：

本发明结构新颖，方法独特，在热交换器、冷却回路与能量转换领域有广泛的科学和应用价值。

附图说明

图1是本发明方法使用的装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，一种控制液体沸腾气泡大小的方法，包括如下步骤：

a．将磁场发生装置1对称布置于容器2两侧，将沸腾液体3置于容器2内；

b．磁场发生装置1产生梯度磁场，调节梯度磁场的梯度方向，当磁场发生装置1产生的梯度磁场的梯度方向与沸腾液体3的重力方向相同时，沸腾液体3受到与重力方向相同的磁力，此时，由于合力的共同作用，沸腾液体3中的气泡脱附尺寸变小，气泡迅速从加热面脱附，增强了沸腾传热的效率，梯度磁场的梯度越大，则对应着气泡脱附尺寸越小，沸腾传热效率越高；当磁场发生装置1产生的梯度磁场的梯度方向与沸腾液体3的重力方向相反时，沸腾液体3受到与重力方向相反的磁力，此时，由于合力的共同作用，沸腾液体3中的气泡脱附尺寸变大，气泡缓慢从加热面脱附，削弱了沸腾传热的效率，梯度磁场的梯度越大，则对应着气泡脱附尺寸越大，沸腾传热效率越低。

本实施例中，所述磁场发生装置1采用直流电源供电，沸腾液体3为水。

实施例2

本实施例与实施例1的实施方案基本相同，不同之处在于：

本实施例中，所述磁场发生装置1采用交流电源供电，沸腾液体3为油。