《化工学报》2017年第12期推荐文章（一）：纳米修饰吸液芯超薄平板热管的传热特性

纳米修饰吸液芯超薄平板热管的传热特性

刘昌泉, 尚炜, 赵举贵, 纪献兵, 吴新明, 徐进良

华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室, 北京 102206

2017, 68(12): 4508-4516

http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20170638

工作亮点：研制了一种总厚度为1.30 mm的超薄平板热管，其内部吸液芯为新型的多尺度复合结构，包括多孔介质底层（porous layer）和多孔介质丝（porous wire），多孔介质丝平行排列，实现了汽-液相分离，降低了热管内部汽-液摩擦阻力。吸液芯经过化学改性处理，其表面长有片状纳米结构，具有超亲水特性，促进了沸腾换热和冷凝液体回流；冷凝段的冷凝机理为膜状冷凝，超亲水吸液芯能够更快地吸收冷凝表面的冷凝液体，减薄了冷凝液膜厚度，促进了冷凝效率；但在小功率和高充液比时，纳米结构对蒸汽逸出和液体流动有一定的抑制作用。未改性和改性超薄热管的最高功率分别为83.7和44.3 W，最高当量热导率分别是纯铜的58.5和41.4倍。

作者及团队介绍：

徐进良，华北电力大学能源动力与机械工程学院院长，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，科技部973项目首席科学家，政府特殊津贴及国家“百千万”人才工程专家，并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，入选中科院“百人计划”。现任中国能源学会常务理事，工程热物理学会多相流分会副主任，低品位能源多相流与传热北京市重点实验室主任，北京市新能源和可再生能源标准化技术委员会副主任委员，6个国家及省部级重点实验室学术委员会委员，Alternative Energy副主编、Applied Thermal Engineering特邀编辑。获2012年ASME J. Heat Transfer最佳论文审阅人，2014年获国际Eni Award奖提名。合作英文专著2部，发表国际期刊论文200余篇，SCI他引3000余次，2014、2015及2006年能源领域中国高被引学者。主持召开2014年国际传热研讨会，担任微流体系列国际会议、传热及能源利用国际会议共同主席4次，做国际会议特邀报告20余次。

瞄准国家能源及高新科技行业的重大需求，长期从事煤炭火力发电、高温高压多相流动与传热、微尺度传热与低品位能源利用等方面的研究与教学，主持国家重点研发计划项目、科技部973、国家自然科学重点基金、国际合作等国家级项目近20余项，获6项国家及省部级科技奖励。指导并培养博士、硕士研究生100余人，培养新世纪人才多人、玛丽-居里学者1人。与中国核动力研究设计院、河北省电力勘测设计院等10余家科研院所、央企、民营企业，建立了产学研合作平台，完善了产学研相结合的技术创新体系，解决了若干行业难题，成功地转化了研究成果，促进了相关产业发展，研发的高浓度双氧水为燃料的微流体微喷芯片用于我国微小卫星工程中心轨道控制及姿态调整研究。在微通道流动、换热研究基础上，研发的“凝端扩展型一体化平板热管”获中关村半导体照明产业技术联盟优秀创新产品金奖，相关专利向企业转化，并签订产业化合同。基于973项目“锅炉低温烟气余热深度利用的基础研究”的关键成果，研发的有机朗肯循环发电系统，在河北省电力勘探设计研究院、盾石磁能科技有限责任公司等公司推广应用，推进了ORC在我国余热利用、热电联产、海水淡化等领域的产业化。

刘昌泉（1990-），男，山东潍坊人，华北电力大学能源动力与机械工程学院，硕士研究生。主要研究方向为微/纳尺度强化传热、新能源/高效节能技术。参与国家自然科学基金重点项目和国家自然科学基金项目。

北京市重点实验室标牌

团队合影

低品位能源多相流与传热北京市重点实验室于2011年4月正式挂牌成立，瞄准国际学术前沿和国家重大需求，围绕大型热力发电、新能源利用中的能效提升及过程强化，着重在多相流与传热传质方面开展高水平研究。在火力发电低品位能源利用及节能、高温太阳能吸热及热化学、先进动力循环（有机朗肯循环及跨临界CO2发电循环）、先进换热设备及高热流密度设备冷却等方面开展深入研究。实验室在多相流动与传热传质、及微纳米尺度传热两个方向具有明显优势。近年来，围绕火力发电系统、工业余热利用、太阳能利用等国家需求，在以上两个优势方向上进一步延伸，融合材料科学、化学科学中的原理与方法，对材料热流体属性进行表征，构建多尺度系统，解决节能及新能源利用中的关键科学技术问题。实验室特别注重研究成果的原始创新及解决工程实际的技术问题。目前，高热流密度电子冷却器、有机朗肯循环发电系统进入产业化阶段。正在研发大型换热设备流型协同原理及技术，进行换热设备减阻、强化传热、减小污垢热阻的系统性原始创新及技术开发。开辟高温太阳能相界面捕获原创性研究。这些研究按照多尺度相界面科学问题关联在一起，构成研究方向的有机整体。

实验室共有研究人员、博士后及研究生40余人。实验室主任徐进良教授是科技部973项目首席科学家、长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，是多个国际杂志的编委、是新能源电力系统国家重点实验室、中国科学院力学研究所等离子体与燃烧中心、成都核动力设计院重点实验室等6个国家及省部级重点实验室学术委员会委员；在国际会议上做特邀报告20余次，多次举办国际学术会议或分会，共发表论文近300篇（其中权威国际期刊论文200余篇），他引3000余次。实验室网站：http://bjmfht.ncepu.edu.cn/

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