池式沸腾与竖直窄流道内流动沸腾中单个气泡成长的机理研究

发布时间：2021-02-08 12:48

　　沸腾现象是指液体内部产生气相并由液态转化为气态的一种剧烈的汽化过程。按照液体的流动状态可将沸腾分为池式沸腾和流动沸腾,无论在哪种沸腾中,气泡的产生及行为可能会提高壁面与流体的换热效果,也可能在加热表面形成气膜,导致壁面烧毁,因此对气泡的研究十分必要。本文针对气泡问题进行了以下工作:首先使用ANSYS Fluent中的流体体积法（Volume of Fraction,VOF）在二维条件下对文献中饱和池式沸腾条件下和过冷池式沸腾条件下的单个气泡成长进行了数值模拟计算,采用用户自定义函数（User Define Functions,UDF）实现气液两相的相互转化,依据实验结果在近壁面网格中添加额外蒸汽质量源模拟气泡底部液体微层蒸发。然后搭建了研究单气泡成长的池式沸腾实验台架,实验中使用高速摄影仪拍摄常压下低过冷度水中单个气泡的成长与冷凝过程,使用热电偶记录成核点底部壁面温度。以气泡冷凝过程的数据为基础推导出球帽对流换热公式,根据球帽热流换热公式计算出气泡成长过程中热流的变化,再以得到的热流为数值模拟提供条件,模拟了两个算例中气泡的成长和冷凝过程。最后搭建了流动沸腾实验台架,在间隙宽度分别为1... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

1Hsu[10]提出的空穴模型示意图

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本文编号：3023945