【摘要】：作為世界第一人口國(guó)，隨著全球范圍內(nèi)能源消耗形勢(shì)的變化，我國(guó)不斷地面對(duì)著新的能源挑戰(zhàn)，對(duì)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)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(qiáng)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(shè)備最常用的工質(zhì)，學(xué)術(shù)界對(duì)其沸騰換熱的特性和機(jī)理進(jìn)行了長(zhǎng)期廣泛的研究，目前對(duì)水的沸騰換熱強(qiáng)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(qiáng)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(gòu)成，納米流體還會(huì)提高后期維護(hù)成本。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)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(yàn)儀器，系統(tǒng)的探究了磁場(chǎng)對(duì)水的表面張力的影響規(guī)律，并將通過(guò)磁化得到的磁化水(Magnetized Water，簡(jiǎn)稱MW)作為沸騰工質(zhì)進(jìn)行沸騰換熱實(shí)驗(yàn)，探究磁化對(duì)水的沸騰換熱特性的影響。首先，作者介紹了現(xiàn)有的針對(duì)水的沸騰換熱強(qiáng)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(duì)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(wěn)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(tuán)聚沉積所帶來(lái)的的設(shè)備損耗維護(hù)問(wèn)題。

其次，利用電磁發(fā)生設(shè)備產(chǎn)生磁化水后，利用表面張力系數(shù)測(cè)量?jī)x，較為系統(tǒng)詳細(xì)地探究了磁場(chǎng)對(duì)水的表面張力系數(shù)的影響規(guī)律，并得到了各個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁化時(shí)長(zhǎng)下的最佳組合，找到了最佳磁化點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在300 mT的磁場(chǎng)中磁化15 min后，磁化水的表面張力系數(shù)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(yàn)，發(fā)現(xiàn)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(duì)水的沸騰換熱是具有一定強(qiáng)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(shè)備中具有重要意義。