基于线性稳定性分析的蒸发毛细弯液面的显式稳定判据

蒸发毛细弯液面稳定性对毛细抽吸换热装置的运行有着重要意义。由于弯液面的蒸发80%是发生在一个微小的区域,即薄膜区,因此可以预期,不稳定性将最先产生于这一区域。薄膜区的界面会受到多种作用力的影响,例如脱离压力,蒸发质量损失,蒸气反冲以及温度梯度引起的热毛细作用,其机理相当复杂。本文对处于蒸发状态下的非等温弯液面薄膜区进行线性稳定分析,并通过施加小扰动于界面演化方程,获得了蒸发弯液面固有稳定性判定准则。该准则仅取决于毛细管弯液面温度、工质热物性以及毛细管几何尺寸,对毛细抽吸换热装置的应用有很好的实际指导意义。

薄膜区传热传质蒸发对毛细蒸发弯月面稳定性的影响

蒸发毛细弯液面的稳定性对两相传热装置的运行有着重要意义。由于弯液面的蒸发50%以上发生在一个微小区域,即延展薄膜区,可以预期不稳定性将最先产生于这一区域。为对蒸发弯月面的稳定特性进行机理性研究,首次提出一种将线性稳定性分析与薄膜区传热传质数值分析巧妙结合的研究方法。该方法通过传热传质数值分析获得能够反映弯月面稳定特性的特征膜厚和长度,并将其应用于线性稳定性判据以获得弯月面的临界过热度。分析表明,两种方法的结合可以有效揭示蒸发弯月面的稳定机制,特别是毛细管半径、弯液面温度和工质的热物性对弯月面稳定性的影响。与相关文献报道的实验结果比较,证实了该方法的有效性。