微细通道内过冷水温度对蒸汽直接接触间歇凝结界面波动的影响研究

为了探究过冷水温度对T型微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结过程的影响,开展了可视化实验研究.采用高速摄像机(帧率为5000 fps)捕捉到了蒸汽温度100℃、蒸汽体积流量550μL/min及过冷水体积流量14758μL/min等参数恒定且过冷水温度分别为30℃、40℃和50℃工况下,1000 ms内汽液界面瞬时演变行为.研究发现,微细通道条件下蒸汽泡在间歇凝结过程中会相继发生多次“颈缩”和“内爆”现象,且随过冷水温度升高“内爆”后的汽液两相区面积逐渐增加;此外,随过冷水温度的升高凝结频率总体减低,而1000 ms内每个间歇凝结周期所需时间的变化趋势与该周期内的汽液两相区最大面积的变化趋势基本一致.

微细通道内蒸汽直接接触凝结汽液界面演变特征的实验研究

为探究微细尺度条件下蒸汽直接接触凝结汽液界面瞬时特征及演变行为,开展了圆形截面T型微细通道内蒸汽直接接触凝结的可视化实验研究。利用高速摄像系统获取了饱和蒸汽体积流量630μL/min、过冷水温度60℃及过冷水体积流量12650μl/min工况下直接接触凝结过程的瞬时图像信息。研究发现,汽液界面演变历程不能简单的用一种凝结流型进行表述,其过程中包含了柱状、环状和间歇凝结流型的特征。蒸汽自支管入射至主管后其长度经历了相对较长时间(108.2 ms)的振荡增长,而消失过程则相对短暂(16.2 ms)。此外,水平主管内的蒸汽柱先后发生了脱离和断裂现象,且其与支管正下方的蒸汽泡和的凝结机理有所不同。