理论教育 过冷沸腾及其空泡行为讨论:沸腾转变特征点及干度计算方法

过冷沸腾及其空泡行为讨论:沸腾转变特征点及干度计算方法

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:过冷沸腾区域和其空泡行为用图3-9来讨论。需要讨论的内容包括各沸腾转变特征点以及计算其干度和空泡份额的方法。过冷沸腾区域从核态沸腾起始点开始起算,这时整体的平均温度仍然处于过冷状态。而一旦达到热力学平衡条件,就进入了区域Ⅳ,在这个区域,过冷的断面区域完全消失。

过冷沸腾及其空泡行为讨论:沸腾转变特征点及干度计算方法

过冷沸腾区域和其空泡行为用图3-9来讨论。需要讨论的内容包括各沸腾转变特征点(ZNB,ZD,ZB,ZE)以及计算其干度和空泡份额的方法。

过冷沸腾区域从核态沸腾起始点开始起算(z=ZNB),这时整体的平均温度仍然处于过冷状态。然而,既然这时发生了核化,说明在壁面附近区域已经高于了Tsat,气泡从壁面上核化产生。因断面的液体仍然处于过冷状态,气泡并不脱离壁面,在壁面上生长并溃灭,使断面上有了可以被忽略的非零空泡份额的区域(图3-9中区域Ⅰ)。随着冷却剂整体的加热,气泡可以生长得更大,它们可能脱离所生长的壁面进入主流中。在区域Ⅱ(z>ZD),气泡有规律地脱离壁面并在主流中冷凝,空泡区域扩展到主流中。如图3-9所示,在这个区域空泡份额显著上升。下一个阶段的区域Ⅲ,从断面达到饱和温度的z=ZB开始起算。空泡份额持续增加,逐渐趋近于热力学平衡条件(z=ZE)。而一旦达到热力学平衡条件,就进入了区域Ⅳ,在这个区域,过冷的断面区域完全消失。

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图3-9 加热通道中面积平均空泡份额的发展

Ⅰ—{α}很小,可以忽略;Ⅱ—气泡显著增多,脱离壁面并在主流中溃灭;Ⅲ—气泡不再溃灭,平衡干度大于0;Ⅳ—空泡份额的过冷痕迹完全消失

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