微细通道气泡生长动力模型与相变传热研究

摘要

对于微槽流动相交传热，由于空间的限制，压力、温度会出现较为明显的波动，从而给气泡的生长带来了随机作用因素，本文在给出气泡的平衡半径及初值条件的前提下，提出了气泡在微槽中演化半径的系统公式，并在此基础上结合气泡生长随机变量的相关性得出了气泡在微槽道中生长满足的随机微分动力方程，由方程的定态解进一步给出了微槽中气泡生长系统的势能及概率密度函数随半径的演化规律。根据概率密度函数和微槽中反应气泡热通量的热孤子表达式，本文从理论上得出了以核态沸腾为主的微槽道相变传热计算公式。为了验证该公式的可行性，本文对具有23条平行的0．3 mm×2 mm微槽进行了相变传热实验，实验介质为去离子水，实验总长为250 mm，实验过程中，采用计算机控制技术确保槽道的过冷沸腾小于总长的4%，并把实验结果与理论计算进行了对比，作出了相应的对比图，由该图验证了理论计算公式的可行性。