微结构导流作用强化单气泡沸腾的速度/压力场分析

摘要：

相对于光滑表面,微柱结构表面可以显著强化核态沸腾,强化机理主要有增大换热面积、增大核化密度、减小气泡脱离直径等,对于微结构内部的导流强化作用鲜有深入研究.利用多相流体积分数三维模型,定义了微结构表面单气泡沸腾重要的几何、时间无量纲参数,通过对速度场和压力场的分析,讨论了沸腾过程中气泡、微柱与周围液体的相互作用.结果证明:微结构的间隙有利于液体的回流,在气泡底部的气液界面与基底之间建立的流动通道内导流作用明显,液体流速被显著提高,有效促进了气泡脱离,强化了单气泡换热.同时,微结构的导流作用促使在微柱结构底部及侧壁面产生了高压薄液膜;底部的薄液膜具有毛细引流能力,维持了气泡内部微柱根部的液相区域;侧壁面上的薄液膜取代了原来的干烧区域,传热面积增大,换热效率显著提高.

关键词：数值模拟、单气泡、三维、核态沸腾、微柱表面、微结构导流

所属期刊栏目：73

分类号：TK121(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金;北京市自然科学基金

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：5376-5383