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Three-dimensional biphilic structures elevating pool boiling heat transfer
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DOI：10.1016/j.energy.2025.135353.png)
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摘要
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理想的微/纳米结构与润湿性的结合能够实现密集的气泡核化、快速的气泡脱离以及横向液体补充。创造这种结合对于增强沸腾传热至关重要；然而，这仍然具有挑战性。在此，为了提高沸腾传热性能，采用一步激光铣削方法创建了一种由具有疏水顶部的微柱和中间的超亲水微通道组成的结构。通过可视化气泡动力学，我们阐明，微柱的疏水顶部允许高效的气泡核化和演化，而超亲水微通道隔离了气泡聚集以实现快速脱离。此外，由于附加的拉普拉斯压力梯度，微通道固有的强毛细作用也确保了横向液体补充。微柱疏水顶部17.1%的面积分数与0.3 mm深度的超亲水微通道之间的精妙协调，使得临界热流密度达到2098 kW/m²，传热系数为80 kW/m²·K。所获得的临界热流密度比平滑铜提高了98.5%，与以往研究相比最高提升了221.8%。我们的工作展示了配置结构与润湿性结合的新范例。这些结构可以定制以实现不同应用的各种功能。这些应用包括但不限于高性能相变冷却装置。
Keyword:
Bubble dynamics
Biphilic surfaces
Superhydrophilic
Laser milling
Pool boiling
期刊
IF:
9.4
论文数:
4.2W
被引数:
20.2W
机构
引用论文
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