池式沸腾中单气泡成长的数值模拟

作     者：程宁 余述文 宋振国 CHENG Ning;YU Shu-wen;SONG Zhen-guo

作者机构：中国舰船研究设计中心武汉430064 中国科学技术大学合肥230026 

出 版 物：《船海工程》 (Ship & Ocean Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第S2期

页      面：16-21页

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：国家自然科学基金(51709249 11305169) 

主　　题：池式沸腾 气泡成长 可视化实验 数值模拟 

摘      要：为从机理上研究气泡的成长问题,搭建可视化的单气泡成长实验台架,在常压条件下的过冷沸腾水中进行单个气泡的成长实验。实验中采用高速摄影仪和热电偶分别记录2例气泡成长过程中的气泡尺寸、形状,以及壁面温度,通过假设与理论分析得到热流变化,依据热流对整个过程进行数值模拟,得到气泡尺寸、气泡形状。数值模拟的结果验证了理论分析的合理性与正确性,因为计算得到的气泡尺寸与实验结果十分接近,同时还发现在忽略气泡顶部冷凝的情况下,实验中的2个气泡底部液体微层的蒸发量占总蒸发量的比例均超过45%。