添加异辛醇对水与金属表面接触角的影响

　　引　言

　　降膜蒸发器通常应用在吸收式冷水机组、蒸气压缩式冷水机组［１］、海水淡化设备中。由于降膜蒸发器的液膜直接落在金属管外壁，液固界面发生相变，因此相比其他类型的换热器换热效率更高，因此降膜蒸发器在制冷系统中的应用日益广泛。溴化锂吸收式制冷机中的吸收器和蒸发器通常都是降膜换热器的形式。

　　向溴化锂水溶液中添加表面活性剂可明显增强吸收效果，提高吸收式制冷系统的ＣＯＰ。通常添加的表面活性剂为异辛醇（２－乙基己醇）、正辛醇 （１－ 醇）、－庚醇和氟化醇等醇类［２－３］。表面活性剂添加后，溶液的表面张力变小，吸收能力增强，降膜吸收器的换热效果也有明显改善［４］。在降膜蒸发 器内，存在混有表面活性剂的水从布液 器流至金属换热管的换热过 程。齐鲁山［５］的实验研究表明添加了４．１５％的异辛醇的水降膜蒸发器的换热效果比不含表面活性剂的水降 膜蒸 发换热的 效果 变差了，而换热效果变差的原因目前还不清楚。

　　何茂刚等［６］对影响降膜蒸发器换热的主要因素做了较为详尽的综述，认为管外布液的均匀度十分重要、可防止换热表面出现干涸点；及时有效地排出蒸发出的气体，减少气流对液流的干扰是保证降膜蒸发器高效换热的关键。但表面活性剂的添加是否对降膜蒸发器的换热造成影响，文章中并未提及。罗忠等［７］对强化管表面的水降膜蒸发进行了实验研究，未涉及表面添加剂的问题。Ｇｈｅｒｈａｒｄｔ［８］对水平管降膜蒸发器的研究做了全面的综述，对降膜流型、普通管和强化管降膜传热的主要影响因素、降膜对水平管束的换热及预测降膜传热率的方法等做了系统的总结，但没有涉及表面添加剂加入溶液后对降膜蒸发传热的影响。马学虎等［９］实验研究了处理表面镀铬铝管、ＰＴＦＥ铜管和纯铝氧化管的水平管降膜蒸发传热，但没有测量水与金属表面的接触角。

　　本研究主要关注异辛醇加入水中后在金属换热表面的接触 角是否发了变化。因为接 触角的增加，意味着液体在金属表面润湿性变差，液体和金属表面的接 触面减小，更易出现管表面的干涸现象，传热会变差。实验选取５种金属表面，实验液体为异辛醇水溶液，浓度分别为０、４０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００ｍｇ·Ｌ^－１，采用光学测量仪器测量各种溶液样本和金属板组合的接触角，以了解表面活性剂加入 后，不同浓度异辛醇水溶液对各种金属表面润湿性 的 影响。同时也 通过测 量此９种不同浓度的异辛 醇水 溶液的液滴 表面张力验证加入表面添加剂后表面张力减小的现象。