基于扩散界面法的热管毛细芯气液界面蒸发过程模拟研究

摘要

热管内毛细芯的毛细蒸发传热是其稳态运行时最主要的传热方式.通过对单个毛细芯孔隙内的毛细界面蒸发过程进行模拟,提出了单个毛细芯的膜态蒸发模型.在相场法的基础上,考虑了界面处的马拉格尼效应、热浮力效应、界面处的蒸发相变过程以及蒸汽扩散产生的反作用力,建立了从单个毛细孔内弯液面蒸发的模型.然后将模拟结果与实验结果进行对比,验证了模型的准确性.通过对界面处的蒸发进行敏感性分析,显示在三相接触线附近有一个强烈的热通量区域,该区域沿弯液面产生了较大的温度梯度,导致了表面张力梯度.该表面张力梯度与浮力效应一起在液膜中引起浮力-热毛细对流.模拟结果表明接触角和过热度对蒸发速率均有显著的影响.