大长宽比矩形微通道内的气泡生长与相变传热分析

研究了液体工质FC-72在大长宽比矩形截面微通道内流动沸腾过程中的单个气泡生长情况。选取的微通道水力直径为571、762和1 454μm,通道截面的长宽比分别为20、20和10。实验中运用透明加热技术,在对微通道表面加热的同时实现了通道透明可视化。观测获取了完整气泡生长周期内的三个生长阶段,探讨了气泡形状变化的主导因素。此外,气泡生长过程中几何形状的演变与通道截面长宽比密切相关。讨论了气泡当量半径、气泡长宽比等随热流密度、面积质量流量以及微通道尺寸和形状等的变化趋势。此外,还探讨了基于气泡体积增长得到的蒸发热流密度及其影响因素,对气泡生长过程中的热量传递进行了初步的分析。研究表明,蒸发热流密度随着气泡的生长逐渐升高,当气泡开始快速指数增长后蒸发热流密度高于微通道壁面的热流密度。另外,蒸发热流密度随着面积质量流量的增加而有所降低。