Rapid thermal transport at rough solid-fluid interface: Evaporation and explosive boiling on concave nanostructure
Rapid thermal transport at rough solid-fluid interface: Evaporation and explosive boiling on concave nanostructure
复制标题
粗糙固液界面的快速热传输：凹面纳米结构上的蒸发和爆炸沸腾
DOI：
10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119676
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发表时间：
2020-06
影响因子：
5.2
通讯作者：
Liu Zhenyu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu Runkeng;Liu Zhenyu
与凸形纳米结构相比，凹形纳米结构具有更好的沸腾性能，然而，表面粗糙度在固-流界面处的热传输中起着关键作用。本文采用非平衡态分子动力学模拟方法研究了内表面粗糙度对内凹纳米结构沸腾传热性能的影响。结果表明，原子尺度粗糙度的存在分别导致蒸发和爆发沸腾过程中的传热恶化和强化。这一发现，这是矛盾的一般理解，是由于界面热阻的差异。结果表明，粗糙元的形状对换热性能有很大的影响。低固含率结构具有较好的传热性能，可以推迟沸腾过程的开始。
The concave nanostructure presents a better boiling performance compared to convex one, however, the surface roughness plays a key role in thermal transport at solid-fluid interface. In this work, we adopted the non-equilibrium molecular dynamics simulation to investigate the effect of the internal surface roughness on the boiling heat transfer performance in concave nanostructure. It shows that the presence of atomic-scale roughness leads to heat transfer deterioration and enhancement during the evaporation and the explosive boiling processes, respectively. This finding, which is contradictory with the general understanding, is attributed to the difference in interfacial thermal resistance. It shows that the heat transfer performance is strongly dependent on the configuration of roughness elements. The low solid fraction configuration has a better heat transfer performance and can postpone the start of boiling process.
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