"低孔密度泡沫金属的材质和厚度对池沸腾传热性能的影响 (2013年)" 本文是一篇工程技术领域的学术论文,探讨了低孔密度泡沫金属(孔密度5PPI,孔隙率0.95)的材质(铜和镍)和厚度(5、6、7mm)对池沸腾传热性能的具体影响。池沸腾是一种常见的相变传热现象,在电子散热、核能工程、化工等领域有着广泛的应用。研究中使用的工质是去离子水,这种纯净的液体可以减少由于溶解气体或杂质引起的传热干扰。 在实验过程中,研究人员通过高速摄像仪观察并记录了泡沫金属表面气泡的生长图像,以此来分析传热过程。结果显示,金属材质的选择对泡沫的池沸腾传热性能具有显著影响。铜和镍泡沫在不同厚度下的传热差异随着泡沫厚度的减小而减小。这意味着材质对传热性能的影响在薄泡沫层中更为显著。 相较于光滑平板,泡沫金属能够延缓沸腾危机点的出现,即在更高的热流密度下仍能保持稳定沸腾,这对于提高热管理系统的效率和稳定性至关重要。此外,随着泡沫厚度的减小,铜泡沫的沸腾传热能力呈现先降低后升高的趋势,而镍泡沫的传热能力则持续增强。这一发现对于优化泡沫金属材料的设计和应用提供了重要的理论依据。 论文进一步指出,电子设备的热管理问题日益突出,随着电子技术的发展,器件热流密度不断增加,如何有效地散热成为一大挑战。低孔密度泡沫金属因其独特的结构特性,有可能成为解决高热流密度散热的有效手段。通过调整泡沫金属的材质和厚度,可以针对性地改善其传热性能,适应不同的散热需求。 这篇研究揭示了低孔密度泡沫金属在池沸腾传热中的潜在优势,并提供了选择和设计泡沫金属材料的新思路。这些研究成果对于改进电子设备的冷却系统、提高热交换器效率以及推动相关工程技术的进步具有重要意义。
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