[发明专利]一种具有固定汽化核心的多孔壁面换热管及其制备方法

摘要

本发明公开了属于强化传热技术领域的一种具有固定汽化核心的多孔壁面换热管及其制备方法，该换热管由普通沸腾换热管、多孔壁面层及汽化核心空穴组成。其制备方法是首先制备汽化核心模板管，在模板管基底表面设计加工微柱结构，然后与普通换热管同轴装配，并填充导热性良好的金属颗粒，制成生胚；最后在惰性气体保护下烧结、冷却并脱模，获得固定汽化核心的多孔壁面换热管。本发明多孔壁面利用毛细力导引液相工质分布整个换热管壁面，固定的汽化核心空穴可有效控制沸腾汽化核心在换热表面的分布，达到固定汽化核心的多孔壁面的良好换热；同时降低了水平沸腾过程换热管壁面干烧的风险；应用成本低、效益高，具有深远的学术价值和重大社会效益。

主权项

一种具有固定汽化核心的多孔壁面换热管的制备方法，所述具有固定汽化核心的多孔壁面换热管由普通换热管、多孔结构壁面层以及固定的汽化核心空穴依次结合构成；利用汽化核心模板管和金属微纳颗粒与普通换热管共烧制得；其特征在于，具体步骤为首先根据普通换热管直径加工汽化核心模板管，设计在汽化核心模板管壁面上汽化核心的分布和尺寸；其次筛选导热性能良好的金属微纳颗粒，并对普通换热管进行表面处理，在汽化核心模板管的汽化核心面上涂覆氧化聚乙烯蜡作为脱模剂，然后将汽化核心模板管与普通换热管利用封头固定压紧，将汽化核心模板管和金属微纳颗粒一起在惰性气体保护下烧结成型；其烧结温度根据不同金属微纳颗粒的尺寸和材料性质而定；其烧结温度为只要金属微纳颗粒熔接，无须达到金属熔融温度；烧结时间为1‑5h；烧结完毕后，在惰性气体保护下自然冷却，然后脱模获得具有固定汽化核心的多孔壁面换热管；此多孔壁面换热管具有金属微纳颗粒烧结的多孔毛细结构，利用毛细力引导液体在壁面流动，吸引液体至汽相聚集的干烧壁面区，避免换热管的干烧；同时多孔壁面换热管中的汽化核心空穴成为沸腾传热过程中的定位核化中心，避免多孔结构汽化核心密度过大引起气泡合并形成气膜热阻的现象。