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                  科學研究

                  【科技自立自強】西安交大人居學院團隊在《可再生和可持續能源評論》發表利用表面改性技術強化相變傳熱綜述文章

                  來源:交大新聞網 日期:2023-11-25 20:23 瀏覽量:

                  近日,西安交通大學人居學院研究團隊在國際頂級期刊《可再生和可持續能源評論》(Renewable and Sustainable Energy Reviews)發表題為《增強沸騰和冷凝傳熱的綜述:表面改性技術》(Review of enhancing boiling and condensation heat transfer: Surface modification)的綜述文章,系統介紹了近年來表面改性技術強化相變傳熱的最新研究成果?!犊稍偕涂沙掷m能源評論》期刊為工程技術-能源與燃料綜合領域的頂級期刊之一(中科院一區,TOP,IF: 16.90),主要發表領域內重點研究成果和前沿科學進展,其中綜述文章要求對相關領域的未來發展方向給出具有前瞻性的展望。

                  21世紀以來信息技術飛速發展,數據中心等規模急劇擴張,大量的數據運算、存儲、交互導致數據中心能耗不斷攀升。據統計,數據中心的總耗電量已占據國家總耗電量的3%。為構建“綠色數據中心”,開發高效節能的電子冷卻設備勢在必行。近年來,被動式氣液相變散熱設備憑借均溫性良好的優勢,在熱管理領域中備受關注。為更好地推廣應用相變散熱設備,厘清其傳熱強化技術具有重要價值。

                  針對光電領域高熱流密度冷卻技術的迫切需求,以及相變散熱元件超薄化發展態勢,西安交通大學人居學院孟祥兆研究員/金立文教授研究團隊開展了一系列氣液兩相傳熱傳質特性研究。團隊開展受限空間內沸騰與冷凝干擾機制可視化實驗研究,實現了薄尺度下的受限空間內相變傳熱機理的可視表征;引入格子Boltzmann數值模擬方法實現氣泡動力學三維模擬表征的突破;設計探究潤濕性交叉和梯度變化等表面改性強化方案。相關實驗及數值模擬結果表明,表面改性技術在增強相變傳熱性能方面具有良好的研究價值和應用前景。為準確提出更加高效可行的表面改性強化措施,研究團隊全面綜述了相關領域的研究進展,對比性地介紹了涂層法、蝕刻法、模板法、溶膠法和逐層組裝法等改性手段;論述了潤濕性交叉表面、潤濕性梯度表面、電潤濕表面和潤濕性智能表面等對相變傳熱機理和性能的影響;評價了不同改性表面影響下的臨界熱流密度(CHF)、換熱系數(HTC)等參數的強化效果。最后團隊從改性表面穩定性、制備方法可行性、實驗和模擬局限性,及應用場景適應性等方面展望了表面改性技術在相變散熱領域面臨的機遇與挑戰。

                  該論文第一作者為西安交通大學人居學院博士生秦思宇,通訊作者為西安交通大學孟祥兆研究員、新加坡南洋理工大學YANG Chun教授。該論文得到國家自然科學基金、陜西省重點研發計劃、陜西省秦創原“科學家+工程師”隊伍建設項目的資助。西安交通大學人居學院孟祥兆研究員/金立文教授研究團隊專注于建筑能源可持續技術領域的跨學科發展,圍繞新型電子散熱設備的研究方向,開展傳熱傳質強化的基礎和應用研究工作,為數據中心/5G基站的能效提升方案提供新的思路,助力雙碳新發展。

                  論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113882

                  文字:秦思宇、劉藝佳、楊佳成
                  編輯:張玥

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