【摘要】：作為世界第一人口國，隨著(zhù)全球范圍內能源消耗形勢的變化，我國不斷地面對著(zhù)新的能源挑戰，對節能減排和環(huán)境保護的需求日益提高，故而亟須研發(fā)各種更加可靠同時(shí)高效的換熱強化方法。沸騰作為一種常見(jiàn)的高效換熱方式，可以利用液態(tài)工質(zhì)汽化時(shí)吸收大量的相變潛熱，尤其適合某些熱流密度比較高的換熱場(chǎng)合。水作為自然界較容易獲取的物質(zhì)，也是沸騰換熱設備最常用的工質(zhì)，學(xué)術(shù)界對其沸騰換熱的特性和機理進(jìn)行了長(cháng)期廣泛的研究，目前對水的沸騰換熱強化方法主要分為兩種，一種是采用水基SFC溶液，另一種通過(guò)向水中添加納米顆粒形成納米流體，基本原理都是通過(guò)降低工質(zhì)的表面張力來(lái)強化其沸騰換熱特性，但這兩種方法都會(huì )影響原有的工質(zhì)構成，納米流體還會(huì )提高后期維護成本。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗探究表明，磁場(chǎng)可以降低水的表面張力，本文利用多種實(shí)驗儀器，系統的探究了磁場(chǎng)對水的表面張力的影響規律，并將通過(guò)磁化得到的磁化水(Magnetized Water，簡(jiǎn)稱(chēng)MW)作為沸騰工質(zhì)進(jìn)行沸騰換熱實(shí)驗，探究磁化對水的沸騰換熱特性的影響。首先，作者介紹了現有的針對水的沸騰換熱強化方法，主要分為在水中添加SFC得到溶液和添加納米顆粒形成納米流體兩種，但SFC種類(lèi)繁多，且對于水的沸騰換熱特性的改變并不都是有利的，而納米流體方法則由于納米流體的穩定性問(wèn)題，雖然研究較多，但仍然無(wú)法避免納米顆粒的團聚沉積所帶來(lái)的的設備損耗維護問(wèn)題。

其次，利用電磁發(fā)生設備產(chǎn)生磁化水后，利用表面張力系數測量?jì)x，較為系統詳細地探究了磁場(chǎng)對水的表面張力系數的影響規律，并得到了各個(gè)磁場(chǎng)強度及磁化時(shí)長(cháng)下的最佳組合，找到了最佳磁化點(diǎn)，發(fā)現在300 mT的磁場(chǎng)中磁化15 min后，磁化水的表面張力系數降幅最大，降幅約25%。然后作者進(jìn)行了磁化水的池沸騰實(shí)驗，發(fā)現無(wú)論是在后壁面提供熱流進(jìn)行沸騰還是在底壁面提供熱流進(jìn)行沸騰，磁化水都會(huì )產(chǎn)生比未磁化水更多的沸騰氣泡，具有更好的沸騰換熱效果，說(shuō)明磁化對水的沸騰換熱是具有一定強化效果的。此外，相比較于未磁化水，磁化水在氣泡產(chǎn)生和完全脫離形成劇烈沸騰時(shí)所需的熱流密度比未磁化水低，磁化水可以在更低的熱流密度時(shí)發(fā)生沸騰，沸騰發(fā)生提前，這將利于更早的開(kāi)始熱量傳遞，在實(shí)際的沸騰換熱設備中具有重要意義。