添加表面活性劑的沸騰換熱強化研究進展

胡自成 王 謙 李昌烽 宋新南 王迎慧

(江蘇大學能源與動力工程學院 鎮(zhèn)江212013)

沸騰換熱是制冷、化工等傳統(tǒng)工業(yè)部門和航空航天、微電子冷卻等新領域中廣為應用的高強度換熱方式。近年來，能源緊缺和節(jié)能減排的急迫性要求盡可能提高換熱設備的傳熱效率，添加表面活性劑(以下簡稱活性劑)的沸騰換熱強化技術也因此成為研究熱點，它是在溶液中添加少量活性劑，活性劑溶液在沸騰系統(tǒng)內無宏觀流動(池沸騰)或通過外力及汽液密度差實現(xiàn)流動(流動沸騰)的沸騰換熱強化方法，其文獻可追溯至1939年[1-2]。

近幾十年來，國內外眾多課題組，如國外的Hetsroni課題組[3-13]、Manglink課題組[14-20]、Inoue課題組[21-23]和Jeong課題組[24-26]等，國內的Yang課題組[27-32]、劉天慶課題組[33-35]、王補宣課題組[36]、徐進良課題組[37]、郭烈錦課題組[38]、鄭平課題組[39]和作者所在課題組[40-45]等，都對添加活性劑的沸騰換熱強化進行了研究，發(fā)現(xiàn)活性劑強化沸騰換熱特性受到活性劑種類、活性劑溶液物性和沸騰工況等眾多因素的影響。但是，溶液中添加活性劑后，活性劑會在氣、液、固三相組成的各種界面上產生吸附，導致溶液物理化學性質和界面特性發(fā)生改變，加上沸騰換熱本身的多樣性、復雜性和隨機性，添加活性劑的沸騰換熱強化機理至今尚未認識清楚。

文獻[1-2，29，46]等綜述了活性劑溶液沸騰換熱研究進展，但其引用的最近文獻為2006年，而且對活性劑溶液物性及分子結構對沸騰換熱的影響、單個汽泡行為、沸騰換熱關聯(lián)式等方面探討得不夠深入。作者從活性劑溶液沸騰換熱特性及其影響因素、沸騰汽泡行為、沸騰換熱關聯(lián)式等角度全面綜述活性劑溶液沸騰換熱的國內外研究現(xiàn)狀，并指出現(xiàn)有研究不足和進一步的研究工作。

1 沸騰換熱特性及其影響因素

1.1 界面吸附對沸騰換熱的影響

活性劑在汽、液、固三相組成的汽液、固液和汽固界面的吸附會導致溶液表面張力和潤濕性能的改變，從而影響溶液沸騰換熱特性。加入活性劑后溶液表面張力的變化及其對沸騰換熱的影響一直是重點研究內容。Stroebe等[47]和Morgan等[48]發(fā)現(xiàn)水中加入活性劑后降低了溶液表面張力，認為表面張力的降低是活性劑強化沸騰換熱的主因。文獻[3-32，36-45，49-50]也都獲得了類似結論。Jontz和Myers[51]則發(fā)現(xiàn)活性劑Aerosol-22溶液表面張力和水基本一致，沸騰換熱系數(shù)卻提高了400%。Liu等[33]研究10種活性劑溶液的池核沸騰換熱，發(fā)現(xiàn)除BA-1，BA-2和BA-3活性劑外，其它活性劑對沸騰換熱基本沒有影響。作者等[41,43]發(fā)現(xiàn)Triton X-100溶液表面張力雖比水低，但低熱流密度下其沸騰換熱系數(shù)低于水，Wang和Hartnett[52]對活性劑Tween-80的研究也獲得類似結論。此外，文獻[14-15,17-18,44,53]指出，和靜態(tài)表面張力相比，動態(tài)表面張力是影響活性劑溶液沸騰換熱更為關鍵的參數(shù)，但是，動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力都不能合理解釋活性劑溶液沸騰換熱現(xiàn)象[31]。對活性劑溶液，沸騰時間的長短和周期性也可能會對溶液表面張力產生影響而改變溶液沸騰換熱特性，作者等[41]發(fā)現(xiàn)活性劑Triton X-100和Triton X-114水溶液經歷6個沸騰周期(每個周期24h)后溶液靜態(tài)表面張力幾乎保持不變，而SDS水溶液靜態(tài)表面張力從第5個周期開始下降，說明經歷長時間周期性沸騰后活性劑SDS溶液沸騰換熱特性會發(fā)生改變。

添加活性劑后溶液潤濕性能的改變及其對沸騰換熱的影響是另一研究重點。Zhang和Manglik[14-15]測定了多種活性劑溶液的平衡接觸角并研究了其對池核沸騰換熱的影響，發(fā)現(xiàn)活性劑溶液濃度小于相應CMC時，平衡接觸角隨溶液濃度的增加而降低，活性劑溶液沸騰換熱強化效果與活性劑種類有關；當活性劑溶液濃度大于相應CMC時，平衡接觸角隨溶液濃度的增加而基本不變，特定活性劑溶液沸騰換熱強化效果與平衡接觸角也基本無關。作者等[44-45]亦研究了較寬濃度范圍內平衡接觸角對活性劑SDS、CTAB、Triton X-100和Triton X-114水溶液池核沸騰換熱的影響規(guī)律，所得結論與Zhang和Manglik[14-15]類似。此外，Melendez和Reyes[54]研究了不同沸騰表面上活性劑SLS和TTP水溶液的潤濕性能和沸騰換熱特性，認為SLS和TTP水溶液沸騰換熱特性差異是其潤濕性能不同導致的。還有其它文獻[1-2，12，21，36，55-57]也指出活性劑溶液潤濕性能對沸騰換熱有很大影響。

活性劑溶液沸騰時，活性劑在汽固界面的吸附也會改變溶液潤濕性能而引起沸騰換熱特性的變化，但此方面研究較少。Sher等[58]認為活性劑是難揮發(fā)性組分，可忽略活性劑在汽固界面的吸附而引起的汽固界面張力變化。作者等[43]則發(fā)現(xiàn)活性劑溶液沸騰時蒸汽中攜帶有少量活性劑，但蒸汽攜帶活性劑是否影響汽固界面張力和活性劑溶液沸騰換熱特性還有待研究。此外，活性劑界面吸附可能會導致沸騰系統(tǒng)內活性劑溶液濃度降低而影響沸騰換熱特性，但這方面研究尚未見有公開報道。

1.2 粘度和溶解特性對沸騰換熱的影響

活性劑的加入對溶液粘度也會產生一定影響，從而影響沸騰換熱。和水相比，高分子活性劑溶液粘度會增加，從而導致汽泡生長速度下降和沸騰換熱出現(xiàn)惡化[59]。對小分子活性劑Habon G，Hetsroni等[13]發(fā)現(xiàn)低濃度下活性劑溶液粘度基本不變，高濃度時溶液粘度增加，活性劑溶液沸騰換熱系數(shù)隨溶液濃度的增加先增后降，認為沸騰換熱系數(shù)隨溶液濃度的變化規(guī)律與溶液粘度密切相關。作者等[44]發(fā)現(xiàn)低熱流密度下小分子非離子活性劑Triton X-100溶液沸騰換熱出現(xiàn)惡化，分析后認為沸騰工況下Triton X-100溶液粘度升高是導致沸騰換熱惡化的重要原因。

非離子活性劑的溫度溶解特性可能會影響活性劑溶液沸騰換熱，這是因為，大多數(shù)非離子活性劑溶液存在濁點且與溶液濃度有關[60-62]，沸騰時，非離子活性劑溶液濁點如果低于沸騰溶液溫度，溶液中析出的活性劑分子可能會影響溶液物性和沸騰換熱特性，但這些研究幾乎未見報道。作者等[44]雖測得非離子活性劑Triton X-100和Triton X-114水溶液的濁點溫度低于活性劑溶液常壓下的飽和沸騰溫度，但析出的活性劑分子對沸騰換熱的影響規(guī)律尚不清楚。

1.3 分子結構對沸騰換熱的影響

活性劑分子結構決定其性能，活性劑溶液沸騰換熱特性肯定與活性劑分子結構密切相關。Wasekar和Manglik[17]分析了活性劑分子量和電離特性對核態(tài)沸騰換熱的影響，發(fā)現(xiàn)對離子型活性劑SDS和SLES，活性劑溶液沸騰換熱系數(shù)之比與分子量比值成-0.5次方的指數(shù)關系，對非離子型活性劑TritonX-100和TritonX-305則成0次方的指數(shù)關系。作者等[43]發(fā)現(xiàn)動態(tài)表面張力基本相等時，離子型活性劑SDS和CTAB溶液沸騰換熱效果要優(yōu)于非離子型活性劑Triton X-100和Triton X-114，單獨從EO基團數(shù)的角度無法解釋活性劑溶液沸騰換熱現(xiàn)象。劉等[34-35]則基于神經網(wǎng)絡技術建立模型找出活性劑分子結構對活性劑溶液沸騰換熱的影響規(guī)律，結果發(fā)現(xiàn)活性劑分子量和極性基團對沸騰換熱強化效果影響最大。Zhang和Manglik[15]研究指出含有EO基團的活性劑溶液在高濃度下更易出現(xiàn)換熱惡化和沸騰滯后現(xiàn)象。此外，文獻[14，30，35，63]也指出活性劑分子結構參數(shù)對活性劑溶液沸騰換熱有很大影響。

1.4 溶液濃度和熱流密度對沸騰換熱的影響

眾多文獻報道了活性劑溶液濃度對沸騰換熱的影響規(guī)律。Hetsroni等[7]發(fā)現(xiàn)低濃度下活性劑溶液沸騰換熱強化效果要優(yōu)于高濃度，存在最佳活性劑溶液濃度使沸騰換熱強化效果最佳，此外，活性劑溶液濃度對始沸點基本不產生影響。Wasekar和Manglik[17]則明確指出活性劑溶液濃度在其CMC及其附近時沸騰換熱強化效果最佳。Hetsroni等[11]則發(fā)現(xiàn)環(huán)保型活性劑Alkyl(8-16)溶液飽和沸騰曲線形狀與溶液濃度有關，沒有觀察到沸騰滯后現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)溶液濃度越高沸騰表面平均壁溫越低。在數(shù)值計算研究方面，基于恒壁溫假設，Wasekar和Manglik[16]發(fā)現(xiàn)池核沸騰換熱條件下濃度梯度和溫度梯度及兩者綜合作用導致的Marangoni對流效應非常顯著。對混合物溶液，Inoue等[21]研究了乙醇-水混合物中添加活性劑的核態(tài)沸騰換熱，發(fā)現(xiàn)當乙醇質量分數(shù)大于等于0.7時，活性劑對沸騰換熱幾乎沒有影響，當乙醇質量分數(shù)小于等于0.5時，添加活性劑后沸騰換熱得到強化，起始沸騰區(qū)強化效果更好。對過冷沸騰換熱，Hetsroni等[12]發(fā)現(xiàn)Habon G降解液的沸騰換熱亦有一定程度強化，但其沸騰曲線出現(xiàn)了沸騰滯后現(xiàn)象。最近研究結果也表明，活性劑溶液在微通道內的流動沸騰[39]、受限空間內的池沸騰[3-4]、相變噴霧冷卻[64]等場合的沸騰換熱強化效果也與溶液濃度密切相關。

熱流密度是眾所周知的沸騰換熱關鍵影響參數(shù)，活性劑溶液沸騰換熱也不例外?；旧纤谢钚詣┤芤悍序v換熱的文獻都提及了熱流密度對沸騰換熱的影響，如Zhang和Manglik[59]發(fā)現(xiàn)活性劑強化沸騰換熱效果除與溶液濃度有關，還與熱流密度密切相關?，F(xiàn)有研究基本一致的結論是：活性劑溶液一定時，熱流密度越高，沸騰換熱系數(shù)越大。

從活性劑溶液沸騰換熱特性及其影響因素的研究現(xiàn)狀可以看出，活性劑溶液沸騰換熱影響因素眾多，已有研究取得了豐富成果，有些影響因素對沸騰換熱的影響規(guī)律在一定程度上與常規(guī)工質類似，可以借鑒已有文獻的結論[65-67]。但是，目前仍有很多影響因素，如界面吸附引起的活性劑溶液濃度變化、蒸汽攜帶活性劑、非離子活性劑濁點、加熱方法、系統(tǒng)壓力等，對沸騰換熱的影響規(guī)律尚不清楚；另一方面，活性劑溶液沸騰換熱是眾多影響參數(shù)耦合作用的結果，但已有文獻對參數(shù)耦合影響活性劑溶液沸騰換熱的研究還很少；此外，現(xiàn)有文獻測定的活性劑溶液物性參數(shù)并沒有準確反映沸騰工況的高溫性和非平衡特性[68]，現(xiàn)有文獻結論的適用性也因此受到限制。

2 沸騰汽泡行為

認知活性劑溶液沸騰汽泡行為是揭示其沸騰換熱機理的關鍵。對活性劑溶液沸騰時的群體汽泡行為，眾多文獻對此進行了較深入的研究。Hetsroni等[12]發(fā)現(xiàn)和水相比，活性劑Habon G溶液中汽泡生長和破滅速度更快，產生的汽泡數(shù)量更多，尺寸更小，更不易聚合和更有序地出現(xiàn)在沸騰表面上，同時指出沸騰汽泡行為主要受到溶液濃度、溫度和熱流密度的影響。Wasekar和Manglik[17]除觀察到與Hetsroni等[12]的類似現(xiàn)象外，還發(fā)現(xiàn)自由液面形成了泡沫層且泡沫層的厚度隨熱流密度的增加而加厚。Shah和Darby[69]也觀察到自由液面泡沫層的存在且認為泡沫層是活性劑強化沸騰換熱的重要原因。Zhang和Manglik[59]發(fā)現(xiàn)高分子活性劑HEC-QP300溶液的沸騰汽泡行為基本上與Hetsroni等[12]，Wasekar和Manglik[17]的低分子活性劑汽泡行為類似；但他們發(fā)現(xiàn)高分子活性劑溶液濃度低于CMC時，熱流密度越高，汽泡聚合的趨勢越低，溶液濃度大于CMC時，水平圓柱體加熱表面下部產生的汽泡會沿圓柱體滑移并在滑移過程中會聚合成大的汽泡，然后脫離，同時加熱表面上會形成許多小的液體斑塊，斑塊下面沒有汽泡形成，這與低分子活性劑汽泡行為截然相反，他們認為產生相異現(xiàn)象的原因是較高濃度下高分子活性劑溶液粘度的增加抑制了汽泡核化過程和汽泡生長過程。對于混合物溶液中的群體汽泡行為，Inoue等[21]觀察了乙醇-水混合物中添加活性劑后形成的溶液在鉑絲上沸騰時的汽泡行為，發(fā)現(xiàn)在乙醇的整個質量分數(shù)范圍內汽泡都很難合并。至于非離子活性劑濁點對汽泡行為的影響，作者等[41]發(fā)現(xiàn)非離子活性劑Triton X-100和Triton X-114水溶液沸騰時因溶液溫度高于其濁點，活性劑溶液變渾濁致使汽泡行為難于觀測。

在單個汽泡行為方面，Hetsroni等[8]對600mg/kg的活性劑Alkyl(8-16)水溶液在水平不銹鋼金屬箔加熱表面上的飽和沸騰單個汽泡行為進行了比較深入的定量和定性研究，發(fā)現(xiàn)汽泡形狀在垂直于加熱表面的方向上不對稱，在平行于加熱表面的方向上對稱，對水而言，汽泡的卵形頸部清晰可見，對活性劑溶液則只能看到聚集的小汽泡不斷上升；熱流密度為10 kW/m2和汽泡生長時間在1～10ms范圍內時，活性劑溶液沸騰時的汽泡形狀、生長周期、體積等參數(shù)和水相比沒有多大區(qū)別，但當汽泡生長時間大于10ms時，活性劑溶液沸騰時汽泡體積增長速率要小于水；熱流密度為50kW/m2時，和水相比，活性劑溶液中單個汽泡的生長周期更短、體積增長速率更小且脫離直徑隨熱流密度的增加而降低。Hetsroni等[13]還對單個汽泡的生長過程進行了研究，發(fā)現(xiàn)沸騰時活性劑溶液中單個汽泡從形成到脫離用時是水的兩倍多，同時發(fā)現(xiàn)活性劑溶液中汽泡形狀更趨于球形，主汽泡脫離時會有大量次生汽泡產生。Wu等[28]分析了活性劑溶液在單個核化點的汽泡行為，認為僅從表面張力的角度無法解釋汽泡行為特性。

在沸騰汽泡行為的理論研究方面，Wu等[70]對活性劑SDS、Aerosol-22、DTMAC和Triton X-100水溶液的汽泡生長周期、等待時間、生長速率、脫離直徑和起始沸騰過熱度的實驗結果和常規(guī)工質理論計算模型的計算結果進行了比較，發(fā)現(xiàn)當考慮表面張力和接觸角的變化時，SDS溶液的實驗值與計算值較吻合；Aerosol-22溶液起始沸騰過熱度的實驗值與計算值的變化趨勢一致，但理論模型的計算值偏高；DTMAC和Triton X-100溶液起始沸騰過熱度的實驗值隨溶液濃度的增加而基本不變，而計算值則是隨溶液濃度的增加而降低；對汽泡等待時間，Aerosol-22、DTMAC和Triton X-100的實驗值和計算值存在較大偏差。

此外，文獻[3-5, 9-10,20,71-74]也對活性劑溶液沸騰汽泡行為進行了研究。從上分析可知，相對于群體性汽泡和單個汽泡行為的研究，活性劑溶液沸騰汽泡行為的理論研究相對較少。

3 沸騰換熱關聯(lián)式

研究活性劑溶液沸騰換熱的最終目的是對沸騰換熱進行定量計算，建立反映活性劑溶液沸騰換熱機理的沸騰換熱關聯(lián)式也因此成為眾多學者的研究重點。

Wen和Wang[36]通過考慮活性劑溶液在加熱表面的潤濕性，對Mikic-Rohsenow池核沸騰換熱關聯(lián)式進行了修正，修正后的換熱關聯(lián)式如下：

式(1)～(3)中：cpl—飽和液體的定壓比熱容，J/(kg.K)；hfg—汽化潛熱，J/kg；g—重力加速度，m/s2；q —熱流密度，W/m2；tw，ts，Δt=tw-ts—分別為沸騰表面溫度，液體飽和溫度和壁面過熱度，K；θ—活性劑溶液在沸騰表面的接觸角，(°)；μl—飽和液體的動力粘度，kg/(m.s)；ρl、ρv—飽和液體和飽和蒸汽的密度，kg/m3；σ—液體-蒸汽界面的表面張力，N/m；A1，A2，C，m—實驗經驗常數(shù)，分別取為1.5×10-4、0.6、5×105和6。

計算表明，修正后的換熱關聯(lián)式的計算值與實驗值吻合較好。值得說明的是，計算中活性劑溶液表面張力和接觸角值取自文獻[28]，且均為室溫下的測定值；此外，驗證修正后的換熱關聯(lián)式所用實驗數(shù)據(jù)僅有SDS和Triton X-100的少量實驗數(shù)據(jù)。

Sher和Hetsroni[58]也對經典的Rohsenow池核沸騰換熱關聯(lián)式修正后獲得新的活性劑溶液池核沸騰換熱關聯(lián)式，關聯(lián)式的形式如下：

式中，下標lg表示氣液界面，C為常數(shù)，其它符號的含義同式(1)～(3)。式(4)的計算結果和他們課題組的實驗結果[13]吻合較好。但是，式(4)中汽液界面張力σlg和固液界面接觸角θ不是實際測定值，而是理論計算值。此外，檢驗式(4)時并未對其它課題組的實驗結果進行對比，其通用性值得商榷。

Wu等[28]則發(fā)現(xiàn)活性劑溶液相對于水的沸騰換熱強化效果可用沸騰表面上汽泡占據(jù)表面積的百分比來定量關聯(lián)，獲得的沸騰換熱關聯(lián)式如下：

式中：h、hw分別為活性劑溶液和水的沸騰換熱系數(shù)；A、Aw分別為活性劑溶液和水沸騰時沸騰表面上汽泡所占據(jù)的面積。式(5)的回歸系數(shù)僅為0.727，而且應該注意，汽泡占據(jù)的面積是統(tǒng)計平均值。

邱等[77]則以Chen的雙機理模型為基礎，建立的添加劑稀溶液的流動沸騰換熱關聯(lián)式為：

式中：htp—流動沸騰傳熱系數(shù)，W/(m2.K)；hl—液相對流傳熱系數(shù)，W/(m2.K)；hp—核態(tài)沸騰傳熱系數(shù)，W/(m2.K)；F—自然對流增強因子，無因次量，為Martineli參數(shù)(Xtt)的函數(shù)；S—核態(tài)沸騰抑制因子，無因次量。

式(6)中hl由Dittus-Boetter方程計算，hp由Foster計算式進行計算，F(xiàn)和S因子的模型方程由實驗數(shù)據(jù)回歸獲得。實驗值與式(6)的計算值的相對誤差在15%左右。但應注意，此關聯(lián)式針對的是活性劑溶液流動沸騰換熱。

劉等[34-35]認為添加劑的沸騰換熱強化效果取決于添加劑分子結構，基于神經網(wǎng)絡技術提出了一個復雜的沸騰換熱強化效果反向傳播神經網(wǎng)絡評價模型，發(fā)現(xiàn)此模型對多種添加劑的強化沸騰換熱實驗結果的預測精度高達90%，分析后得出添加劑的分子量和極性基團對沸騰換熱強化效果的影響最大。此外，Hetsroni等[12]、Zhang和Manglik[59]等也在實驗研究的基礎上提出了活性劑溶液沸騰換熱模型，但都未建立相應的沸騰換熱關聯(lián)式。

4 結語

從沸騰換熱特性及其影響因素、沸騰汽泡行為和沸騰換熱關聯(lián)式等三個方面綜述了活性劑溶液沸騰換熱研究進展，已有研究取得了很多成果并將對后續(xù)研究起到重要的指導作用。但是，活性劑種類及性質的多樣性和沸騰換熱的復雜性使活性劑強化沸騰換熱機理至今尚未被認知，活性劑強化沸騰換熱技術的應用還有很多工作值得開展，具體而言，后續(xù)研究有待在以下幾個方面進行。

1)在前人研究基礎上，準確確定沸騰工況下活性劑溶液物性參數(shù)，拓寬工質種類，溶液濃度，工況參數(shù)等實驗范圍，系統(tǒng)、全面研究各影響因素，尤其是目前尚未研究或研究不夠的影響因素如蒸汽攜帶活性劑、非離子活性劑濁點、汽固界面吸附、系統(tǒng)壓力等對活性劑溶液沸騰換熱的作用機制等研究工作需繼續(xù)加強。

2)對眾多影響參數(shù)進行科學分類，分類考察各影響參數(shù)及參數(shù)耦合對活性劑溶液沸騰換熱的影響規(guī)律，構建活性劑溶液沸騰換熱影響參數(shù)主次關系識別體系的研究工作有待開展。

3)活性劑溶液沸騰汽泡行為的定性和定量研究，尤其是理論上準確預測不同活性劑溶液沸騰汽泡行為的研究需深入開展。

4)準確判斷活性劑溶液沸騰換熱機理，采集足夠數(shù)量且可信的實驗數(shù)據(jù)，建立準確度高、通用性好的活性劑溶液沸騰換熱關聯(lián)式是要進一步完成的工作。

5)活性劑強化沸騰換熱應用中的活性劑回收及循環(huán)利用技術、環(huán)境友好型活性劑的選擇及其強化沸騰換熱特性的研究工作尚待開展。

本文受江蘇省動力工程優(yōu)勢學科項目和江蘇大學研究生創(chuàng)新基金項目(CX08B_04X)資助。(The project was supported by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions and the Graduate Innovation Foundation of Jiangsu University(No.CX08B_04X).)

[1]Cheng L, Mewes D, Luke A. Boiling phenomena with surfactants and polymeric additive：A state-of–the art review[J]. Int. J. Heat Mass Transfer，2007，50(13-14):2744-2771.

[2]Manglik R M. On the advancements in boiling，twophase flow heat transfer，and interfacial phenomena-Preface[J]. J. Heat Transfer, 2006, 128(12): 1237-1242.

[3]Hetsroni G，Mosyak A，Rozenblit R，et al. Natural convection boiling of water and surfactant solutions having negligible environmental impact in vertical con fi ned space[J]. Int. J. Multiphase Flow, 2009, 35(1):20-33.

[4]Hetsroni G. Boiling of water and surfactants in con fi ned space[C]//ASME conference proceedings of the 9th biennial conference on engineering systems design and analysis. Haifa, Israel:2008:185-192.

[5]Hetsroni G, Gurevich M, Mosyak A, et al. Effect of surfactant concentration on saturated flow boiling in vertical narrow annular channels[J]. Int. J. Multiphase Flow, 2007, 33(11): 1141-1152.

[6]Hetsroni G, Mosyak A, Pogrebnyak E, et al. Natural convection boiling of water and surfactants in narrow horizontal annular channels[J]. Int. J. Multiphase Flow,2007, 33(5): 469-483.

[7]Hetsroni G, Gurevich M, Mosyak A, et al. The effect of surfactants on boiling heat transfer[J]. J. Enhanced Heat Transfer, 2006, 13(2): 185-195.

[8]Hetsroni G, Mosyak A, Pogrebnyak E, et al. Bubble growth in saturated pool boiling in water and surfactant solution[J]. Int. J. Multiphase Flow, 2006, 32(2):159-182.

[9]Klein D, Hetsroni G, Mosyak A. Heat transfer characteristics of water and APG surfactant solution in a micro-channel heat sink[J]. Int. J. Multiphase Flow, 2005, 31(4): 393-415.

[10]Hetsroni G, Gurevich M, Mosyak A, et al. Boiling enhancement with environmentally acceptable surfactants[J]. Int. J. Heat Fluid Flow, 2004, 25(5): 841- 848.

[11]Hetsroni G, Zakin J L, Gurevich M, et al. Saturated flow boiling heat transfer of environmentally acceptable surfactants[J]. Int. J. Multiphase Flow, 2004, 30(7-8):717-734.

[12]Hetsroni G, Gurevich M, Mosyak A, et al. Subcooled boiling of surfactant solutions[J]. Int. J. Multiphase Flow,2002, 28(3): 347-361.

[13]Hetsroni G, Zakin J L, Lin Z, et al. The effect of surfactants on bubble growth，wall thermal patterns and heat transfer in pool boiling[J]. Int. J. Heat Mass Transfer,2001, 44(2): 485-497.

[14]Zhang J T, Manglik R M. Additive adsorption and interfacial characteristics of nucleate pool boiling in aqueous surfactant solutions[J]. J. Heat Transfer, 2005,127(7): 684-691.

[15]Zhang J T, Manglik R M. Effect of ethoxylation and molecular weight of cationic surfactants on nucleate boiling in aqueous solutions[J]. J. Heat Transfer, 2004,126(1): 34-42.

[16]Wasekar V M, Manglik R M. Short-time-transient surfactant dynamics and Marangoni convection around boiling nuclei[J]. J. Heat Transfer, 2003, 125(5): 858-866.

[17]Wasekar V M, Manglik R M. The influence of additive molecular weight and ionic nature on the pool boiling performance of aqueous surfactant solutions[J]. Int. J.Heat Mass Transfer, 2002, 45(3): 483-493.

[18]Manglik R M, Wasekar V M, Zhang J T. Dynamic and equilibrium surface tension of aqueous surfactant and polymeric solutions[J]. Experimental Thermal and Fluid Sciences, 2001, 25(1-2): 55-64.

[19]Wasekar V M, Manglik R M. Pool boiling heat transfer in aqueous solutions of an anionic surfactant[J]. J. Heat Transfer, 2000, 122(4): 708-715.

[20]Zhang J T, Manglik R M. Visualization of ebullient dynamics in surfactant solutions[J]. J. Heat Transfer,2003, 125(4): 547.

[21]Inoue T, Teruya Y, Monde M. Enhancement of pool boiling heat transfer in water and ethanol/water mixtures with surface-active agent[J]. Int. J. Heat Mass Transfer,2004, 47(25): 5555-5563.

[22]Inoue T, Teruya Y, Ishii M, et al. Enhancement of pool boiling heat transfer in water and ethanol/water mixtures(effect of surface-active agent)[J]. Heat transfer-Asian Research, 2004, 33(4): 229-244.

[23]Inoue T, Monde M, Kuwahara T, et. al. Enhancement of nucleate pool boiling heat transfer in ammonia/water mixtures (Effect of surface-active agent)[J]. Heat Transfer-Asian Research, 2011, 40(1): 89-98.

[24]Jeong Y H, Chang W J, Chang S H. Wettability of heated surfaces under pool boiling using surfactant solutions and nano-fluids[J]. Int. J. Heat Mass Transfer, 2008,51(11-12): 3025-3031.

[25]Jeong Y H, Sarwar M S, Chang S H. Flow boiling CHF enhancement with surfactant solutions under atmospheric pressure[J]. Int. J. Heat Mass Transfer, 2008, 51(7-8):1913-1919.

[26]Lee J, Jeong Y H, Chang S H. CHF enhancement in fl ow boiling system with TSP and boric acid solutions under atmospheric pressure[J]. Nuclear Engineering and Design,2010, 240(10): 3594-3600.

[27]Tzan Y L, Yang Y M. Experimental study of surfactant effects on pool boiling heat transfer[J]. J. Heat Transfer,1990, 112(1): 207-212.

[28]Wu W T, Yang Y M, Maa J R. Enhancement of nucleate boiling heat transfer and depression of surface tension by surfactant additives[J]. J. Heat Transfer, 1995, 117(2):526-529.

[29]Yang Y M. Boiling heat transfer enhancement by surfactant additives[J]. Journal of the Chinese Institute of Chemical Engineers, 2004, 35(5): 495-508.

[30]Yang Y M, Lin C Y, Liu M H, et al. Lower limit of the possible nucleate pool-boiling enhancement by surfactant addition to water[J]. Journal of Enhanced Heat Transfer，2002, 9(3-4): 153-160.

[31]Wu W T, Yang Y M, Maa J R. Nucleate pool boiling enhancement by means of surfactant additives[J].Experimental Thermal and Fluid Science, 1998, 18(3):195-209.

[32]Yang Y M, Maa J R. On the criteria of nucleate pool boiling enhancement by surfactant addition to water[J].Chemical Engineering Research & Design, 2001, 79(4):409-416.

[33]Liu T, Cai Z, Lin J. Enhancement of nucleate boiling heat transfer with additives[M]//Heat Transfer Enhancement and Energy Conservation. New York: Hemisphere, 1990:417-424.

[34]劉天慶, 蔡振業(yè), 林紀方. 添加劑強化沸騰傳熱性能的綜合評價及預測[J]. 大連理工大學學報, 1995,35(2): 145-150.(Liu Tianqing, Cai Zhenye, Lin Jifang. Comprehensive evaluation and prediction about enhancement of boiling heat transfer with additives[J].Journal of Dalian University of Technology, 1995, 35(2):145-150.)

[35]Liu T, Sun X, Li X, et al. Neural network analysis of boiling heat transfer enhancement using additives[J]. Int. J.Heat Mass Transfer, 2002, 45(25): 5083-5089.

[36]Wen D S, Wang B X. Effects of surface wettability on nucleate pool boiling heat transfer for surfactant solutions[J]. Int. J. Heat Mass Transfer, 2002, 45(8):1739-1747.

[37]紀獻兵, 徐進良. 表面活性劑對池沸騰換熱的影響[J].工程熱物理學報, 2008, 29(12): 2049-2052.(Ji Xianbing,Xu Jinliang. Effect of surfactant additive on pool boiling heat transfer[J]. Journal of Engineering Themophysics，2008, 29(12): 2049-2052.)

[38]王曄春, 彭曉峰, 郭烈錦. 表面活性劑強化雙組分混合工質沸騰換熱實驗研究[J]. 工程熱物理學報, 2008,29(10): 1708-1711.(Wang Yechun, Peng Xiaofeng, Guo Liejin. Pool boiling heat transfer enhancement in binary mixtures by surfactant additives[J]. Journal of Engineering Themophysics, 2008, 29(10): 1708-1711.)

[39]Chen G, Quan X, Cheng P. Effects of surfactant additive on fl ow boiling over a microheater under pulse heating[J].Int. J. Heat Mass Transfer, 2010, 53(7-8): 1586-1590.

[40]Hu Zicheng, Gu Jiaqiang, Song Xinnan, et al. Pool boiling heat transfer of aqueous surfactant solutions[C]//The 2nd International Conference on Energy and Environment Technology. Changsha, China, 2011:841-844.

[41]宋新南, 顧加強, 胡自成, 等. 表面活性劑水溶液池核沸騰換熱試驗[J]. 江蘇大學學報(自然科學版),2010, 31(2): 184-188.(Song Xinnan, Gu Jiaqiang, Hu Zicheng，et al. An experiment on nucleate pool boiling heat transfer of aqueous surfactant solutions [J].Journal of Jiangsu University(Natural Science), 2010, 31(2): 184-188.)

[42]胡自成, 顧加強, 宋新南, 等. 表面活性劑水溶液池核沸騰換熱實驗研究[C]//中國工程熱物理學會傳熱傳質年會論文集. 上海, 2010.

[43]胡自成,顧加強, 宋新南, 等. 表面活性劑水溶液池核沸騰換熱強化特性[J]. 江蘇大學學報(自然科學版),2011, 32(4): 404-409.(Hu Zicheng, Gu Jiaqiang, Song Xinnan, et al. Pool boiling heat transfer with the addition of surfactants[J]. Journal of Jiangsu University(Natural Science), 2011, 32(4): 404-409.)

[44]胡自成, 王謙, 宋新南, 等. 表面活性劑水溶液池沸騰換熱特性[C]//中國工程熱物理學會傳熱傳質年會論文集.西安, 2011.

[45]胡自成, 王謙, 李昌烽, 等. 表面活性劑水溶液池核沸騰換熱特征[C]//中國工程熱物理學會多相流年會論文集.烏魯木齊, 2011.

[46]V M Wasekar, R M Manglik.A review of enhanced heat transferin nucleate pool boiling of aqueous surfactant and polymeric solutions[J]. J. Enhanc. Heat Transfer, 1999,6(2-4): 135-150.

[47]Stroebe G W, Baker E M, Badger W L. Boiling- fi lm heat transfer coef fi cients in a long-tube vertical evaporator[J].Industrial and Engineering Chemistry, 1939, 31(2):200-206.

[48]Morgan A I, Bromley L A,Wilke C R. Effect of surface tension on heat transfer in boiling[J].Industrial and Engineering Chemistry, 1949, 41(12): 2767-2769.

[49]Johansson M, Leifer I, Vamling L, et al. Falling film hydrodynamics of black liquor under evaporative conditions[J]. Int. J. Heat Mass Transfer, 2009, 52(11-12): 2769-2778.

[50]Quinn G, Cetegen B M. Effect of surfactant addition on boiling heat transfer in a liquid fi lm fl owing in a diverging open channel[J]. Int. J. Heat Mass Transfer, 2010,53(1-3):245-253.

[51]Jontz P D, Myers J E. The effect of dynamic surface tension on nucleate boiling coefficient[J]. AIChE Journal,1960, 6(1): 34-38.

[52]Wang T A T, Hartnett J P. Pool boiling of heat transfer from a horizontal wire to aqueous surfactant solutions[C]//Proceedings of 10th International Heat Transfer Conference, Brighton, 1994:177-182.

[53]Iliev T, Dushkin C D. Dynamic surface tension of micellar solutions studied by the maximum bubble pressure method[J]. Colloid Polym Science, 1992, 270(4): 370-376.

[54]Melendez E, Reyes R. Interfacial energies of aqueous mixtures and porous coverings for enhancing pool boiling heat transfer[J]. International Journal of Thermal Sciences,2006, 45(8): 796-803.

[55]Qiao Y M, Chandra S. Experiments on adding a surfactant to water droplets boiling on a hot surface[C]//Proceedings of the Royal Society A:Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 1997, 453(1959): 673-689.

[56]馬淑云, 侯玲. 添加劑對乙二醇二元、三元混合物沸騰傳熱的強化[J]. 化工技術與開發(fā), 2004, 33(1):30-32.(Ma Shuyun, Hou Ling. Intensifying boiling heat transfer of glycol dibasicand and tribasic by mixtures additives[J]. Technology and Development of Chemical Industry, 2004, 33(1):30-32.)

[57]Qiao Y M, Chandra S.Spray cooling enhancement by addition of surfactant[J]. J. Heat Transfer,1998,120(1):92-98.

[58]Sher I，Hetsroni G. An analytical model for nucleate pool boilingwith surfactant additives[J]. International Journal of Multiphase Flow, 2002, 28(4): 699-706.

[59]Zhang J, Manglik R M.Nucleate pool boiling of aqueous polymer solutions on a cylindrical heater[J]. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanic, 2005, 125(2-3):185-196.

[60]Holmberg K, J?nsson B, Kronberg B, et al. 水溶液中的表面活性劑和聚合物[M]. 韓丙勇, 張學軍譯. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2005:41-42.

[61]Wang Z, Xu J H, Zhang W, et al. Cloud point of nonionic surfactant Triton X-45 in aqueous solution[J].Colloids and Surfaces B：Biointerfaces, 2008, 61(1): 118-122.

[62]. Spectrometric studies on the cloud points of Triton X-405[J]. Fluid Phase Equilibria,2009, 279(2): 115-119.

[63]Wasekar V M. Heat transfer in nucleate pool boiling of aqueous SDS and triton X-100 solutions[J]. Heat and Mass Transfer, 2009, 45(11):1409-1414.

[64]Tao Y, Huai X, Wang L, et al. Experimental characterization of heat transfer in non-boiling spray cooling with two nozzles [J]. Applied Thermal Engineering, 2011, 31(10):1790-1797.

[65]林瑞泰. 沸騰換熱[M]. 北京: 科學出版社, 1988:392-400.

[66]Dhir V K. Boiling heat transfer[J]. Annual Review of Fluid Mechanics, 1998, 30: 365-401.

[67]Cheng L, Mewes D. Review of two-phase flow and flow boiling of mixtures in small and mini channels[J].International Journal of Multiphase Flow, 2006, 32(2):183-207.

[68]胡自成, 王謙, 宋新南, 等. 表面活性劑水溶液沸騰換熱溶液物性研究進展[J]. 化工進展, 2011, 30(8):1658-1663.(Hu Zicheng, Wang Qian, Song Xinnan, et al. Research progress of physical properties of surfactant solutions[J]. Chemical Industry and Engineering Progress,2011, 30(8): 1658-1663.)

[69]Shah B H, Darby R. The effect of surfactant on evaporative heat transfer in vertical film flow[J]. Int. J.Heat Mass Transfer, 1973, 16(10): 1889-1903.

[70]Wu W T, Yang Y M, Maa J R. Technical Note Pool boiling incipience and vapor bubble growth dynamics in surfactant solutions[J]. Int. J. Heat Mass Transfer, 1999,42(13): 2483-2488.

[71]Rozenblit R, Gurevich M, Lengel Y, et al. Flow patterns and heat transfer in vertical upward air-water flow with surfactant[J]. Int. J. Multiphase Flow, 2006, 32(8):889-901.

[72]Frost W, Kippenhan C J. Bubble growth and heat transfer mechanisms in the forced convection boiling of water containing a surface active agent[J]. J. Heat Transfer,1967, 10(7): 931-949.

[73]Ammerman C N, You S M. Determination of boiling enhancement mechanism caused by surfactant addition to water[J]. J. Heat Transfer, 1996, 118(2): 429-435.

[74]Podsushnyy A M, Minayev A N, Statsenko V N, et al.Effect of surfactants and of scale formation on boiling heat transfer to sea water[J]. Heat Transfer-Soviet Research,1980, 12(2): 113-114.

[75]張小艷, 張興群, 陳蘊光, 等. 混合制冷劑在微肋管內流動沸騰的換熱關系式[J]. 西安交通大學學報, 2007,41(11): 1279-1283.(Zhang Xiaoyan, Zhang Xingqun,Chen Yunguang, et al. Boiling heat transfer correlations for refrigerant mixtures fl owing inside micro- fi n tubes[J].Journal of Xi'an Jiaotong University, 2007, 41(11):1279-1283.)

[76]Francisco T, Manel V, Mahmoud B, et al. Pool boiling of ammonia/water and its pure components: Comparison of experimental data in the literature with the predictions of standard correlations[J].International Journal of Refrigeration, 2007, 30(5): 778-788.

[77]邱運仁, 陳衛(wèi)萍, 思勤. 添加劑稀溶液的流動沸騰傳熱模型[J]. 中南工業(yè)大學學報(自然科學版), 2000, 31(5):433-436. (Qiu Yunren, Chen Weiping, Si Qin. Models on flow boiling heat transfer of additive dilutes[J]. Journal of Central South University of Technology(Natural Science), 2000, 31(5): 433-436.)