应用案例

　　实验名称：微通道内沸腾相变传热实验

　　实验内容：探究电润湿效应在微通道内沸腾相变传热中影响作用。在不同电润湿参数下，探究电润湿效应对气液界面行为影响分析，可视化观察微通道内气泡尺寸、气液界面行为，明确交流电润湿效应对气泡尺寸、气液界面行为的影响及壁面温度变化情况。

　　研究方向：微通道沸腾相变传热

　　测试设备：信号发生器、ATA-2081高压放大器、高速摄影仪、数据采集仪等。

　　图1：实验装置图

　　实验过程：以去离子水为工质介质，通过注射泵推动去离子水进入测试微通道。流体在测试段中吸收由直流电源提供的壁面加热热量后由单相液体到沸腾相变流体，并经微通道出口流入流体收集器。介电驱动电压由信号发生器提供并经功率放大器（Aigtek，ATA-2081）输出（电压：0-360v,频率，0-2kHz）。通过PLC对驱动电极阵列顺序供电，可控制微通道内气-液界面振荡。

　　实验结果：

　　图2：实验结果

　　通过PLC继电器设计每5s施加介电电压，然后断开5s，并以此规律周期作用。当施加介电电压50V后，在第一个周期，壁面温度迅速从疏水壁面的102.8℃降低到亲水壁面的102.4℃；当关闭介电电压，壁面温度又迅速上升到102.8℃。在后面几个周期，均观察到在介电电压作用下壁面温度迅速下降，关闭电压，壁面又迅速上升。当介电电压为60v时，也观察到类似现象。实验结果表明，在微通道内流动沸腾条件下，通过交流电压电润湿效应对壁面温度有冷却的作用，且温度响应变化非常迅速。电润湿作用使汽液界面在毫秒级时间内发生明显周期性振荡。汽液界面振荡使汽泡干涸区域被周期性润湿，从而降低了壁面温度。发现由功率放大器施加的驱动电压越大，壁面温度的减少越明显，但频率对壁面温度的减少不明显。

　　功率放大器推荐：ATA-2081高压放大器

　　图：ATA-2081高压放大器指标参数

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