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《核态池沸腾中气泡生长和脱离的动力学特征——气泡的脱离直径与脱离频率》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第14卷(总第83期)热能动力工程1999年9月文章编号:1001-2060(1999)05-0330-04核态池沸腾中气泡生长和脱离的动力学特征——气泡的脱离直径与脱离频率(北京航空航天大学) 杨春信 吴玉庭 袁修干(北京工业大学) 马重芳摘 要:在前人工作的基础上提出了的分析是以Plesset和Zwick的表征核态池沸腾中气泡脱离和生长过〔3〕1 引言解为基础的,应该考虑用程的特征时间和特征尺度,并进而得〔4〕Labuntsov的结论进行修正,以到了气泡生长时间和气泡脱离直径的通用关系式,应用传
2、热学类比方法建核态池沸腾是具有重要工业使结果可以用于高压条件。因此,立了计算气泡脱离直径的一般公式。应用的换热过程,对这一换热过我们提出用以下的特征长度,特本文的研究结果与前人的实验结果甚程已进行了广泛的研究。对于气征时间和特征速度表征气泡生长为相符。泡脱离直径,目前已发表了大量的动态过程:关 键 词:核态沸腾;气泡;2实验研究结果和拟合公式,但并SBB2脱离直径;脱离频率L0=S0=S()(1)未得到精度较高而同时又具有通AA中图分类号:TK124用性的结论;对于气泡脱离频率,符号表3气泡脱离直径
3、与生长时一般的作法是将脱离直径和脱离Ab—气泡与壁面的接触面积;Al—液体热扩散系数;频率关联起来。目前,如何计算气间的关系A、B—常数,详见文献〔1〕;泡的脱离直径和脱离频率仍然是CS—式(3)的拟合常数;核沸腾换热的研究热点。采用上节提出的特征时间和Cb—式(4)的常数;Cpl—液体的比热;本文的主要研究目的是:提特征尺度,并把气泡脱离直径和c—气泡的形状因子;出表征气泡生长过程的特征时间生长时间分别表示为以下量纲形Db—气泡的脱离直径;△T—沸腾表面过热度;和特征尺度,在此基础上得到气式:Ts
4、—液体的饱和温度泡生长过程的通用规律,并进而+DbADb+1A2Db+—气泡的无因次脱离直径;Db=L=2,Sg=()Sg建立计算气泡脱离直径的一般公0SBSBf(c)—气泡的体积因子;Hfg—液体的汽化潜热;式。(2)h—对流换热系数;这样,可以将不同实验条件kl—传热系数;2气泡生长脱离的特征时下得到的实验结果用无量纲的形Nub—气泡的努塞尔准则数;间和特征尺度L0—特征长度;式表示出来。图1给出了根据Qb—气泡的换热量;文献〔1〕中,Mikic等根据特Cole〔5〕,Han和Griffith〔
5、6〕,Reb—气泡的雷诺数;〔7〕〔8〕征时间和特征尺度建立的气泡生Stralen,和Staniszewski等Prl—液体的普朗特数;++U0—特征速度;长率预测式可以很好地预测低压人的实验结果建立的Db～Sg关S—高压下气泡生长的修正系数,详见文系。可以看到下过热液体中气泡生长的全过,在相当宽广的数量献〔1〕;〔2〕++Sg+—气泡的无因次生长时间;程。这提示我们,该式中包含的级内,Db和Sg呈现出很强的相S0—特征时间;特征尺度和特征时间应该同样适关性,且有:Ql—液体的密度;++2ö3用于气
6、泡的脱离(气泡的脱离是Db=CS(Sg)(3)Ll—液体的动力粘度;W,G—修正因子。其生长过程的终点)。但文献〔2〕 考虑到图1中包括了多种物收稿日期:1998-05-29;修订日期:1999-01-11基金项目:国家自然科学基金资助项目(59706007)作者简介:杨春信(1965-),男,教授、博导,主要从事多相流动与传热、飞行器环境控制及安全救生等方面的研究1通讯处:100083 北京航空航天大学505室©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Lt
7、d.Allrightsreserved.第5期 杨春信等1核态池沸腾中气泡生长和脱离的动力学特征·331·质在宽广的压力和过热度范围内一步应用对流换热与沸腾换热的关系式关联,且有m=114,n=的实验结果,本文提出的特征时类比方法推导计算气泡脱离直径018。考虑到实验数据本身的离散间和特征尺度可以正确地表征气的关系式。一般的对流换热准则度,本文给出的结果是适当的。这〔9〕泡生长的动态过程。图1的结果还关系式可以写为:不仅在一定程度上证明式(7)具有助于澄清一个问题。长期以来,RebPr
8、lmn有一定的通用性,而且解决了=CbRebPrl(4)研究者们习惯于将脱离直径和脱NubCole研究中的第二个疑难〔1〕。离频率相关联,但这一研究思路这里准则数Nu,Re和Pr分只能给出相当粗略的结果,其原别定义为:Nub=hL0ökl,Reb=因在于:脱离频率中同时包括了QlU0L0öLl,Prl=Tlöal并认为式气泡等待时间和生长时间(4)对于沸腾换热仍然成立,并-1(f=Sw+Sg),而只有气泡生将Nu准则数改写为:长时间是与气泡脱离直径直接相关QbL0Qb
