搖擺運(yùn)動下窄通道內(nèi)過冷沸騰汽泡行為研究.pdf

1、受周期力場作用的流動沸騰與靜止?fàn)顟B(tài)有很大的不同,為了深入研究搖擺運(yùn)動對沸騰的影響,解釋搖擺運(yùn)動的作用機(jī)理,本文采用高速攝影設(shè)備對搖擺運(yùn)動下矩形窄通道內(nèi)的過冷沸騰汽泡行為進(jìn)行了實驗研究。
　　結(jié)合高速攝影所獲取的圖像的特點,針對拍攝的汽泡圖像識別所遇到的具體問題,給出了汽泡圖像的預(yù)處理方法。通過數(shù)字圖像處理技術(shù)可以獲取沸騰汽泡的一些基本數(shù)據(jù),包括汽泡的直徑、汽泡的投影面積以及汽泡的位置等信息。提出了計算汽泡滑移速度、汽泡有效直徑、通

2、道內(nèi)的空泡份額和界面面積濃度(IAC)的計算方法,為快速分析豎直靜止條件和搖擺條件下的汽泡行為奠定了基礎(chǔ)。
　　系統(tǒng)壓力對過冷沸騰窄通道內(nèi)的汽泡核化有重要的影響,較低壓力條件下的核化點分布比較均勻且數(shù)目較多,而壓力升高之后的核化點則主要集中在沸騰起始點附近。這主要是受汽泡滑移作用的影響,壓力升高條件下汽泡生長滑移特性的不同是影響汽泡核化點分布的重要因素。較低壓力條件下的汽泡生長主要是在核化點附近進(jìn)行的,且發(fā)生冷凝的概率較高,滑移距

3、離較短;而壓力升高后的汽泡生長則主要是在滑移過程中進(jìn)行的,發(fā)生冷凝的汽泡也比較少,滑移距離一般都比較長。窄通道內(nèi)的汽泡一般不易脫離加熱壁面發(fā)生浮升現(xiàn)象,在這其中汽泡所受的生長力和壁面潤滑力起了重要的作用。窄通道內(nèi)的汽泡滑移速度分布特性受工況參數(shù)的影響,汽泡平均滑移速度以及汽泡平均相對速度有著類似的變化趨勢。
　　從受力方面來講,搖擺運(yùn)動對汽泡所帶來的影響主要體現(xiàn)在汽泡所受浮力的變化上,附加加速度的引入相當(dāng)于改變了汽泡所處的重力場。

4、此外,搖擺運(yùn)動也會產(chǎn)生一些間接影響,搖擺驅(qū)動力所導(dǎo)致的流量變化以及由此引起的壁面溫度的變化都會對沸騰通道內(nèi)的汽泡行為產(chǎn)生影響。窄通道內(nèi)的汽泡滑移速度隨搖擺運(yùn)動進(jìn)行周期性變化,搖擺所引起的附加加速度的影響以及流體流量的波動都不是改變汽泡滑移速度的主要原因,搖擺運(yùn)動所導(dǎo)致的汽泡直徑變化才是影響汽泡滑移速度的最主要因素。搖擺運(yùn)動下的空泡份額以及界面面積濃度都隨搖擺運(yùn)動產(chǎn)生周期性波動,盡管數(shù)值上有所差別,二者的變化趨勢基本相同。通過對數(shù)據(jù)的分析