微重力池沸腾过程中的气泡热动力学特征研究

《气泡动力学特性的三维数值模拟研究》篇一摘要气泡动力学特性作为流体力学中的重要组成部分，涉及流体动力学、相变及物质传递等多方面的基本理论。

本研究旨在运用三维数值模拟技术，对气泡动力学特性进行深入探讨，以期为相关领域提供理论依据和指导。

本文首先介绍了研究背景与意义，然后详细描述了研究方法、模型建立、模拟过程及结果分析，最后总结了研究的主要发现和未来展望。

一、引言气泡动力学特性在许多工程领域具有广泛的应用，如化工、生物医学、环境科学等。

近年来，随着计算技术的发展，三维数值模拟成为研究气泡动力学特性的重要手段。

本研究通过对气泡在流体中的运动过程进行三维数值模拟，探讨其动力学特性的影响因素和变化规律。

二、研究方法与模型建立本研究采用三维数值模拟技术，通过建立流体动力学模型，对气泡在流体中的运动过程进行模拟。

模型中考虑了气泡的形状、大小、密度、表面张力等关键因素，以及流体的速度、温度、压力等参数。

此外，还采用了高精度的数值计算方法，以确保模拟结果的准确性。

三、模拟过程及结果分析1. 模拟过程在模拟过程中，首先设定初始条件，包括气泡的形状、大小、位置及流体参数等。

然后运用计算流体动力学（CFD）软件进行三维数值模拟，观察气泡在流体中的运动过程。

通过调整参数，探讨不同条件下气泡的动力学特性。

2. 结果分析根据模拟结果，我们可以得到气泡在流体中的运动轨迹、速度变化、形状变化等信息。

通过对这些数据的分析，我们可以得出以下结论：（1）气泡形状对动力学特性的影响：不同形状的气泡在流体中具有不同的运动轨迹和速度变化。

一般来说，球形气泡在流体中的运动较为稳定，而椭圆形或不规则形状的气泡则容易发生变形和旋转。

（2）流体参数对气泡动力学特性的影响：流体的速度、温度和压力等参数对气泡的运动特性具有显著影响。

当流体速度增大时，气泡的运动速度也会相应增大；当温度和压力发生变化时，气泡的体积和形状也会发生相应的变化。

（3）表面张力对气泡动力学特性的影响：表面张力是影响气泡稳定性的关键因素。

微重力流动沸腾气泡脱离机制高旭;王学会;雷刚;郑豪策;韩晓红;陈光明【摘要】为了研究微重力条件下的流动沸腾换热过程气泡脱离的特点,研究了气泡在脱离过程中的受力情况,推导并给出了气泡在切向方向和垂直方向上的粘滞力、浮力、附加压力、惯性力的表达式,并在此基础上提出了气泡从加热表面脱离特性的分析模型.研究结果表明,在微重力下气泡的长大时间明显比常重力下大,对应的气泡脱离直径比常重力下也大.随着工质流速的增加,气泡的脱离直径逐步变小,当工质流速达到一定值后,常重力和微重力下气泡的脱离半径差别可以忽略不计.【期刊名称】《低温工程》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P7-11,27)【关键词】微重力;沸腾;传热;气泡动力学;脱离直径【作者】高旭;王学会;雷刚;郑豪策;韩晓红;陈光明【作者单位】航天低温推进剂技术国家重点实验室北京 100028 ;浙江大学制冷与低温研究所杭州 310027;浙江大学制冷与低温研究所杭州 310027;航天低温推进剂技术国家重点实验室北京 100028;浙江大学制冷与低温研究所杭州 310027;浙江大学制冷与低温研究所杭州 310027;浙江大学制冷与低温研究所杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TB6111 引言随着航天事业的飞速发展，人类在太空中的活动越来越频繁。

航天技术的进步不仅为航天学科同时也为相关交叉学科开辟了新的研究领域，很多电子实验设施和装备被带入空间实验室。

研究的逐步深入使得这些设备的发热量越来越高，而它们相应的物理尺寸却越来越小，这就造成了航天电子设备的散热热流密度也越来越大，普通的散热手段已不能满足其散热要求［1］。

同时，由于航天领域的特殊性，设备维修成本较高，维持所用设备长期高效可靠的运行具有非常重要的意义。

流动沸腾换热能够大量的利用工质的潜热进行热量的交换，因此具有很高的传热系数，被认为是目前具有较好应用前景的散热方式之一。

《气泡动力学特性的三维数值模拟研究》篇一一、引言随着计算机科技与计算流体力学的持续发展，气泡动力学特性的研究已经成为了众多领域中不可或缺的一部分。

本文将通过三维数值模拟的方法，对气泡动力学特性进行深入研究。

通过模拟气泡在流体中的运动、变形以及与其他物体的相互作用，我们能够更准确地理解气泡的动态行为，为实际工程应用提供理论支持。

二、研究背景与意义气泡动力学特性的研究涉及流体力学、物理化学等多个领域，具有广泛的应用价值。

在工业生产中，如化学反应器、水力发电站、污水处理等过程中，气泡的行为特性对过程效率和产品质量具有重要影响。

此外，在生物医学、海洋科学等领域，气泡的动力学特性也对理解生命过程和自然现象具有重要作用。

然而，由于气泡行为的复杂性，实验研究往往受到诸多限制。

因此，采用数值模拟的方法进行气泡动力学特性的研究具有重要意义。

通过数值模拟，我们可以更加方便地获取气泡的运动轨迹、变形程度以及与其他物体的相互作用力等信息，从而更全面地理解气泡的动力学特性。

三、三维数值模拟方法本部分将介绍我们采用的三维数值模拟方法。

首先，我们建立了气泡和周围流体的三维模型，并采用了合适的网格划分方法。

其次，我们选择了合适的流体模型和湍流模型来描述气泡的运动和变形过程。

最后，我们利用计算机进行数值求解，得到了气泡的运动轨迹和动力学特性。

四、模拟结果与分析通过三维数值模拟，我们得到了丰富的气泡动力学特性数据。

首先，我们发现气泡在流体中的运动轨迹受到多种因素的影响，如流体的速度、粘度、表面张力等。

此外，气泡的变形程度也与其所处环境密切相关。

我们进一步分析了这些因素对气泡动力学特性的影响规律。

另外，我们还研究了气泡与其他物体的相互作用。

我们发现，当气泡与其他物体接触时，会产一定的相互作用力。

这种相互作用力的大小和方向受到多种因素的影响，如物体形状、大小、表面性质等。

我们还通过模拟不同情况下的气泡运动过程，得到了气泡与其他物体相互作用的动态过程。

气泡动力学特性的研究与应用随着科技的发展，气泡动力学逐渐成为了研究和应用的重要方向。

气泡既是一种普遍存在于自然界中的物质，又是一种可用于工业生产和科学实验研究的重要手段。

气泡的动力学特性研究既有理论意义，也有实际应用价值，本文将就此探讨。

一、气泡动力学特性的基本概念气泡是一种空气或其它气体包裹在水（或其它液体）中的球形或半球形体。

气泡通常是由于振荡、撞击、渗漏等原因形成。

在自然界中，气泡广泛应用于海洋、人体生理、大气、地表水、燃烧和环保等领域。

此外，气泡也是科学实验和工业生产中常用的物质。

气泡动力学特性研究的目的是解析气泡所受到的运动和外力作用的物理特性，如气泡在液体中的流动、振荡、破裂、生长等过程。

气泡在液体中的运动主要受到重力、表面张力、动量和浮力等力的作用。

气泡大小和形状、液体性质、气泡运动速度等因素都对气泡运动和特性产生影响。

依据不同研究对象和方法，气泡动力学特性研究可以分为理论分析、实验和数值模拟三种不同形式。

二、气泡动力学特性的研究方法（一）理论分析气泡动力学特性的理论分析主要通过数学物理方程模型建立，通过求解方程得到特定气泡的运动和特性。

气泡运动与物理特性耦合的物理方程组主要包括Navier-Stokes方程、质量守恒方程、气泡表面张力方程、以及边界条件等方程式。

通过对方程解析求解，可以得到气泡育形、壁压、速度、流场等运动参数和字符参数。

理论分析的优势在于可以给出简洁而通用的模型，能够预测和探索气泡特定运动特性，还可以为实验和数值模拟提供参数参考。

不过，理论分析方法的不足之处在于常常需要解答很多数学问题来获得分析和预测结果，这需要特定的数学技术，难以解决实际工程和生产中的某些问题。

（二）实验气泡动力学特性的实验研究可以通过光学实验、水力学模型实验、压力实验等方式进行。

常见的实验设备包括气泡发生器、气泡观测装置、高速相机、光学显微镜等。

实验能够定量获取气泡的运动速度、形态、壁压、生长和破裂循环等动态信息，具有无可替代的优势。

nature science中有关池沸腾的文章-回复池沸腾是指水或其他液体在受热时产生大量气泡并猛烈冒出的现象。

这种现象在我们日常生活中非常常见，比如我们烧水时水壶中的水会发生沸腾。

然而，这种看似简单的现象背后却涉及着很多复杂的科学原理。

在《Nature Science》杂志中，有关池沸腾的研究文章非常丰富，我们将逐步回答关于池沸腾的一些问题，带您了解这一有趣且重要的现象。

首先，让我们来了解一下池沸腾的原理。

当液体受热时，它的温度会逐渐升高，由于分子热运动的加剧，液体中的分子也会变得更加活跃。

当温度超过了液体的沸点时，液体表面的分子将会蒸发并形成气体。

然而，在池沸腾中，气泡并不是从液体表面产生的，而是从液体内部形成的。

这是因为在液体受热时，液体底部的热量被快速传递到液体表面，使得液体底部的温度超过了沸点。

由于液体底部的温度高于沸点，液体底部的液体分子会发生蒸发并形成气泡，而这些气泡将随着热对流从底部冒出并冲击液体表面。

接下来，让我们看看《Nature Science》中的一篇关于池沸腾的文章。

这篇文章标题为“池沸腾中气泡形成与生长的微观机制研究”。

这篇文章使用了高速摄像技术和数值模拟方法，尝试揭示气泡形成和生长的微观机制。

首先，研究人员通过高速摄像技术捕捉到了气泡形成的过程。

他们发现，气泡的形成是由液体表面的微小不均匀性引发的。

这些微小不均匀性可以是液体中的微小气泡、固体表面上的不规则或微小颗粒等。

当液体受热时，这些微小不均匀性会导致局部的温度升高，从而使得液体底部的温度超过沸点，形成气泡。

其次，研究人员对气泡的生长进行了研究。

他们发现，气泡的生长是由两个主要因素决定的：质量传输和热传输。

质量传输是指气泡周围液体中溶解气体向气泡内部扩散，进而使气泡增大。

而热传输则是指液体底部的热量传递到气泡内部，使气泡内部的液体蒸发产生更多气体，从而使气泡增大。

研究人员发现，在气泡生长的过程中，质量传输和热传输之间存在复杂的相互作用关系，这对于气泡的生长速度和最终大小都会产生影响。

单气泡池沸腾过程中的气泡动力学数值模拟研究温度升高，水蒸发时，伴随着气泡的生成，从而在水的表面形成沸腾的状态。

这种现象是称之为水中单气泡池沸腾的模型，它被广泛应用于电力设备热效率的评估和核反应堆的控制等领域的研究。

由于气泡发生的过程具有复杂的物理性质，尚难以用传统的理论分析方法完全描述和模拟其动态行为；此外，实验研究无法覆盖到气泡放射源内部和池壁表面区域的不均匀热量分布等情况。

因此，用数值模拟方法来研究气泡动力学信息及其在单气泡池沸腾中的凝结热传递的性质，就显得极为重要。

为了研究单气泡池沸腾过程中气泡的动力学，在数值模拟方面，采用基于混合数值分析和有限体积法的格子Boltzmann方法，研究了气泡放射源内部和池壁表面区域的不均匀热量分布，特别是单气泡池沸腾过程中空气泡动力学及其形成、演化、支撑力和热传递的性质。

先，在气泡放射源内部，气泡分布的不均匀性和支撑力等参数的时空变化对池温度的分布和沸腾的过程有很大的影响；其次，在池壁表面区域，在单气泡池沸腾过程中，气泡核、泡泡体壁和池壁表面之间的热量交换及其影响强度的时空变化，对沸腾过程的演化有着重要的作用，而该交换过程的传统理论分析仍未完成。

最后，在气泡热传递的过程中，采用倾斜的声发射实验，证实了气泡内部的不同层次热量交换的存在，并提出气泡放射源内部和池壁表面区域的内热传递机制，为气泡发生的动力学研究提供了重要的理论依据。

由于气泡动力学数值模拟研究中涉及到的模型设定、参数选取和数值计算都比较复杂，大量的数值测试工作是必不可少的。

研究人员采用不同的参数设定，利用一系列的数值估算实验，获得了模拟单气泡池沸腾过程中气泡放射源内部和池壁表面区域的热量分布、演化过程及其动力学参数的数值解析，以及气泡动力学机制的数值结果与实验数据的吻合情况，为今后的研究提供了可靠的科学依据。

总之，单气泡池沸腾过程中的气泡动力学数值模拟研究为评估电力设备热效率和核反应堆的控制提供了可靠的理论依据和可靠的科学方法，其在热量传递领域研究有着重要的意义。

《气泡动力学特性的三维数值模拟研究》篇一摘要本文通过三维数值模拟技术，对气泡动力学特性进行了深入研究。

通过对气泡生成、运动、上升和破裂等过程进行数学建模和模拟，我们能够更好地理解气泡在不同条件下的行为，从而为工业生产、环境保护、海洋工程等领域的实际问题提供理论依据和解决方案。

一、引言气泡作为流体中的基本组成部分，其动力学特性在许多领域具有重要影响。

从微观的化学反应到宏观的海洋环境，气泡的生成、运动和破裂等行为都直接影响着系统的性能和稳定性。

因此，对气泡动力学特性的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、研究方法本研究采用三维数值模拟技术，通过建立精确的数学模型，对气泡的动力学特性进行深入研究。

首先，我们确定了研究的物理模型和数学方程，包括流体动力学方程、热力学方程等。

然后，利用高性能计算机进行数值计算和模拟。

最后，通过数据分析和可视化技术，将模拟结果直观地展示出来。

三、气泡动力学特性的三维模拟1. 气泡生成与运动：在模拟中，我们研究了气泡从生成到运动的过程。

通过对流体动力学方程的求解，我们能够观察到气泡在流体中的运动轨迹和速度变化。

此外，我们还考虑了不同流体条件对气泡生成和运动的影响。

2. 气泡上升过程：我们模拟了气泡在流体中的上升过程，包括上升速度、形状变化等。

通过改变流体的物理性质（如密度、粘度等），我们研究了这些因素对气泡上升过程的影响。

3. 气泡破裂过程：我们还研究了气泡的破裂过程，包括破裂的原因、方式和影响等。

通过分析气泡破裂过程中的能量变化和流体动力学特性，我们能够更好地理解气泡破裂的机理。

四、结果与讨论通过对模拟结果的分析，我们得到了关于气泡动力学特性的重要结论。

首先，我们发现流体的物理性质对气泡的生成、运动和破裂具有重要影响。

例如，高粘度流体中的气泡上升速度较慢，而低粘度流体中的气泡则更容易破裂。

其次，我们还发现气泡的形状在运动过程中会发生变化，这种变化会影响气泡的稳定性和运动轨迹。

核态池沸腾中气泡生长和脱离的动力学特征——气泡的脱离
直径与脱离频率
杨春信;吴玉庭;袁修干;马重芳
【期刊名称】《热能动力工程》
【年(卷),期】1999(14)5
【摘要】在前人工作的基础上提出了表征核态池沸腾中气泡脱离和生长过程的特征时间和特征尺度，并进而得到了气泡生长时间和气泡脱离直径的通用关系式，应用传热学类比方法建立了计算气泡脱离直径的一般公式。

本文的研究结果与前人的实验结果甚为相符。

【总页数】4页(P330-333)
【关键词】核态沸腾;气泡;脱离直径;脱离频率
【作者】杨春信;吴玉庭;袁修干;马重芳
【作者单位】北京航空航天大学;北京工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.微重力池沸腾过程中的气泡热动力学特征研究 [J], 吴克;赵建福;李会雄
2.乙烷池内核态沸腾气泡脱离直径 [J], 陈汉梽;姚远;公茂琼;陈高飞;邹鑫;董学强;沈俊
3.梯度金属泡沫池沸腾过程中气泡脱离特性 [J], 黄瑞连;赵长颖;徐治国
4.滞止流体中毛细管管口气泡生长及脱离的可视化实验 [J], 朱恂;包立炯;廖强;石泳
5.核态池沸腾中气泡生长和脱离的动力学特征——气泡动力学研究回顾 [J], 杨春信;吴玉庭;袁修干;马重芳
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气泡动力学的工作原理与传热特性研究气泡动力学是一门研究气泡在流体中的运动和传热特性的学科。

在工程领域中，气泡动力学的研究对于液相传质、沸腾现象以及圆柱等结构物的强制对流换热等问题都起到了重要作用。

本文将介绍气泡动力学的工作原理，并进一步探讨气泡在传热过程中的特性。

1. 气泡的生成与生长气泡的生成与生长是气泡动力学的基础。

气泡可以通过沸腾、溶解气体和化学反应等方式产生。

一旦气泡生成，它会以一定速度不断生长。

气泡的生长受到流体的压力、温度和表面张力等因素的影响。

当气泡在流体中不断吸收气体时，它的体积将增大，同时由于表面张力的存在，气泡的形状也会发生变化。

2. 气泡在流体中的运动气泡在流体中的运动是气泡动力学中的关键问题。

由于气泡的体积较小，其在流体中的运动主要受到流体阻力和浮力的作用。

在水中，气泡的运动可以分为上升、下沉、静止以及周期性振荡等几种情况。

气泡的运动速度和轨迹受到流体的性质、气泡大小以及外界条件的影响。

3. 气泡与传热在传热过程中，气泡在流体中的存在对传热特性有重要影响。

首先，气泡的生成和破裂过程会引起流体中的液相传质现象，从而加速传热速率。

其次，气泡运动所产生的流动与涡旋结构会改变流体的温度分布，进一步影响传热。

最后，气泡与固体表面的接触会引起相变传热，如沸腾传热过程中，气泡的生成和脱落会使得固体表面的传热系数显著提高。

4. 气泡动力学在工程中的应用气泡动力学的研究对于工程领域中的许多问题具有重要的指导意义。

例如，在核反应堆等装置中，气泡的生成和脱落会对燃料棒的冷却性能产生影响。

此外，在传热器中，气泡动力学的研究可以用于改进传热器的设计，提高传热效率。

在化工生产中，气泡动力学的应用可以优化反应器的传热与传质过程，提高生产效率。

总结：气泡动力学是一门重要的研究领域，它涉及气泡的生成、生长、运动以及与传热过程的关系。

气泡动力学的研究对于液相传质、沸腾现象以及工程领域中的传热问题具有重要意义。

《气泡动力学特性的三维数值模拟研究》篇一摘要本文旨在通过三维数值模拟的方法，对气泡动力学特性进行深入研究。

通过建立数学模型，运用计算流体动力学（CFD）技术，对气泡在流体中的生成、运动、变形及破裂等过程进行数值模拟。

本文首先介绍研究背景和意义，然后详细阐述数学模型的建立、数值模拟方法及结果分析，最后总结研究成果并展望未来研究方向。

一、引言气泡动力学是流体力学中的一个重要研究领域，涉及气泡在流体中的生成、运动、变形及破裂等过程。

这些过程在许多工程领域中具有广泛应用，如化工过程中的气液传质、海洋工程中的气泡减阻、医学领域的微气泡诊断和治疗等。

因此，对气泡动力学特性的研究具有重要的理论价值和实际应用意义。

二、数学模型的建立为了对气泡动力学特性进行数值模拟，需要建立相应的数学模型。

本文采用计算流体动力学（CFD）技术，通过求解Navier-Stokes方程和连续性方程等基本流体动力学方程，来描述气泡在流体中的运动过程。

同时，考虑到气泡的表面张力、粘性力、浮力等影响因素，建立了包含这些因素的数学模型。

三、数值模拟方法1. 网格划分：为了进行数值模拟，首先需要对计算区域进行网格划分。

根据气泡的运动特性和计算需求，采用合适的网格划分方法，确保计算的准确性和效率。

2. 求解方法：采用高精度数值求解方法，如有限元法或有限差分法等，对建立的数学模型进行求解。

通过迭代计算，得到气泡在流体中的运动轨迹、形状变化及受力情况等。

3. 边界条件与初始条件：根据实际问题，设定合理的边界条件和初始条件。

如设定流体的速度、温度、压力等参数，以及气泡的初始位置、大小、速度等。

四、结果分析1. 气泡生成与运动：通过数值模拟，可以观察到气泡在流体中的生成过程。

随着气体的不断加入，气泡逐渐形成并开始在流体中运动。

其运动轨迹受到流体速度、粘性力、表面张力等因素的影响。

2. 气泡变形与破裂：在流体中运动的气泡会受到各种力的作用，从而发生变形。

不同重力和电场下气泡动力学行为研究沸腾换热是一种广泛存在于各相关领域换热设备中的气液相变传热方式。

沸腾换热性能与加热壁上气泡的生长和脱离等气泡动力学行为密切相关。

为了研究强化沸腾换热技术,寻找有效强化传热的措施,因此有必要对气泡的生长和脱离问题展开研究,寻找加速气泡脱离的方式。

本文采用数值模拟的方法研究不同重力下,均匀电场和非均匀电场对气泡的生长和脱离过程等动力学行为的影响规律。

首先,为了精确模拟气泡的生长和脱离等动力学行为,本文采用本人所在课题组提出的基于商业软件FLUENT的VOF+LS+SPP方法。

通过与FLUENT 软件中的VOF方法和文献中的其他方法得到的气泡生长和脱离问题结果进行分析比较,验证了该方法的精确性。

该方法得到的结果与实验结果仅偏差4.2%,优于文献中的其他方法,该方法适合进行气泡生长和脱离问题的研究。

其次,采用VOF+LS+SPP方法研究不同重力下均匀电场对气泡生长和脱离过程的影响规律。

研究表明:在地球重力条件下,均匀电场使气泡在赤道处横向被压缩,纵向被拉伸,缩短了气泡从开始颈缩到脱离的时间,此外,重力引起的升浮力和气泡颈部受到的水平方向电场力耦合作用,促进了颈缩过程,从而加速了气泡脱离;在不同重力条件下,随着重力加速度的减小,重力引起的升浮力降低,而水平方向的电场力本身较弱,使得促进颈缩的升浮力和电场力耦合效应减弱,导致随着重力加速度减小,电场对气泡脱离的加速效果减弱。

虽然均匀电场能够加速气泡脱离,但是加速效果有限,特别是当重力较低时,均匀电场并不能有效的加速气泡脱离,因此,需要引入加速气泡脱离效果明显的非均匀电场,进行非均匀电场下气泡动力学行为的研究。

最后,采用VOF+LS+SPP方法研究不同重力下非均匀电场对气泡生长和脱离过程的影响规律。

结果表明:地球重力条件下,气泡受到重力引起的升浮力和底部较强的水平方向电场力的作用,较快出现颈缩。

出现颈缩后,由于气泡上下所受电场力不均匀,产生了电场力引起的升浮力,气泡在重力引起的升浮力、底部较强的水平方向电场力和电场力引起的升浮力三者耦合作用下,快速脱离,大幅度减小了气泡脱离时间。

nature science中有关池沸腾的文章-回复池沸腾现象在自然科学中广泛存在。

所谓池沸腾，是指当液体被加热至一定温度时，液体内部形成气泡并迅速从底部冒出。

这一现象主要涉及热传导、气泡形成和气泡运动等多个方面的物理过程。

本文将详细解释池沸腾的原理并探讨与之相关的应用。

首先，我们来了解池沸腾的原理。

池沸腾现象是由于液体局部的温度超过了饱和温度而引起的。

当液体受热时，液体内部的分子会加速运动，而较热的液体分子会通过碰撞传递热量给周围的液体分子。

当局部温度超过饱和温度时，液体分子的运动会进一步加剧，从而促使气泡形成。

这些气泡最初形成于液体中的微小气体孔隙，随后气泡在液体中上升并膨胀，最终冒出液体表面。

在池沸腾过程中，气泡的形成和运动起着关键作用。

当局部温度超过饱和温度时，液体分子在气泡核心周围聚集，形成一个微小的气泡。

这个过程称为气泡核形成。

接下来，气泡核在持续受热的作用下逐渐膨胀，最终成为一个完整的气泡。

然后，气泡从液体底部开始上升，由于液体中的水流将气泡包围，并给气泡提供了浮力。

同时，气泡的体积也随着温度的差异而增大，这导致气泡的升力增加。

最终，气泡冒出液体表面并迅速蒸发成为气体。

池沸腾现象不仅仅是一个有趣的物理现象，它还在很多方面有着重要的应用。

首先，池沸腾用于现代锅炉和蒸汽发生器中的热交换。

在这些设备中，液体用于吸收或释放热量，通过控制液体的沸腾过程，可以实现高效的热能转换。

此外，对池沸腾现象的深入研究也有助于改进核反应堆的设计和安全性。

在核反应堆中，了解燃料棒周围的冷却剂的沸腾过程对于预测堆芯中的热分布和安全性至关重要。

除了工业应用外，池沸腾现象还有一些非常实用的家用应用。

例如，通过利用池沸腾原理制作的热饮水壶可以在很短的时间内将水加热至沸点。

此外，基于池沸腾的空调系统可以通过控制液体的沸腾速率来调节空调系统的冷却效果，提高能源利用率。

总之，池沸腾是自然科学中一个普遍存在的现象。

它涉及热传导、气泡形成和气泡运动等多个物理过程。

微重力池沸腾现象中的汽泡脱落直径
刘刚;赵建福;万士昕;闫娜
【期刊名称】《工程热物理学报》
【年(卷),期】2008()1
【摘要】本文报道了空间微重力池沸腾过程中的汽泡脱落现象,观测到微重力条件下小汽泡行为与常重力时相似,但在中等尺寸范围内,汽泡往往粘附在加热丝上做横向振动,并不断合并所碰到的小汽泡,直到超过临界尺寸后脱落。

本文在Lee模型(1992)的基础上引入热毛细作用力,成功地解释了实验观测到的独特的汽泡动力学行为特征。

【总页数】3页(P93-95)
【关键词】微重力;池沸腾;汽泡脱落直径;铂丝
【作者】刘刚;赵建福;万士昕;闫娜
【作者单位】中国科学院力学研究所国家微重力实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.池式核沸腾中滑移汽泡的薄层蒸发传热模型 [J], 刘进荣;沈自求
2.微重力下流动沸腾中汽泡脱离机理初探 [J], 吕成道;李佛金
3.低温流体微重力池沸腾气泡脱落特性研究 [J], 马原;孙培杰;李鹏;王磊;厉彦忠
4.微重力池沸腾现象中的汽泡行为特性 [J], 李晶;赵建福;闫娜;李震东;大田治彦
5.微重力池沸腾现象中的临界热流密度 [J], 刘刚;赵建福;万士昕;闫娜
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微重力核态沸腾近壁面汽泡生长模型
张璐;柯道友
【期刊名称】《工程热物理学报》
【年(卷),期】2008(29)2
【摘要】建立二维近壁面汽泡生长模型,研究过冷度,壁面过热度,壁面物性,接触角,核化点尺寸等因素对汽泡生长的影响。

本文建立的汽泡生长模型在低壁面过热度条件下趋近于微液层蒸发控制的汽泡生长模型,在高壁面过热度条件下趋近于无限过热液体中传热控制球形汽泡生长模型。

【总页数】3页(P281-283)
【关键词】核态沸腾;汽泡生长;过冷度;接触角
【作者】张璐;柯道友
【作者单位】热能工程系工程热物理研究所,清华大学,北京100084
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.沸腾传热及核态沸腾的汽泡动力学研究简述 [J], 王宝和;李群;
2.窄缝通道过冷沸腾壁面汽泡生长的研究 [J], 赵琴;何川;潘良明;辛明道
3.高温曲面过冷核态沸腾汽泡演化特性数值研究 [J], 纪国剑;朱志伟;李佩萤;郭晶晶;周宁;王政伟
4.一个新的核态沸腾汽泡动力学模型 [J], 李骥;张正芳;刘登瀛
5.用饱和核态池沸腾换热机理模型预测加热壁面活化核心密度 [J], 吴玉庭;杨春信;袁修干;马重芳
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微重力下火箭推进系统液氧贮箱内气泡脱离半径研究
李文韬;黄文昊;梁国柱
【期刊名称】《空间科学学报》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】研究微重力下液氧贮箱内气泡脱离半径是运载火箭推进系统推进剂在轨沸腾与换热计算的基础.与常重力和低重力环境不同,微重力下Marangoni效应变得突出.为了求解气泡脱离半径,构建包含浮力、惯性力、压差力、表面张力、黏性阻力和Marangoni力的气泡动力学模型.针对现有Marangoni力计算公式适用范围狭窄的问题,依托数值仿真方法,拟合得到了更精确的修正因子计算公式,进而扩充了Marangoni力计算模型的适用范围.使用运载火箭液氧贮箱常规工作压力0.3 MPa下的饱和液氧物性参数,计算得到气泡所受合力随半径的变化关系以及气泡脱离半径随重力的变化关系.结果表明,气泡的脱离行为可以由微重力区、过渡区和低重力区三个区域来划分.微重力区内可以形成厘米级甚至米级的大气泡,而低重力区内只能形成0.1 mm级的小气泡.相比之前的模型,本文模型可以同时适用于三个区,更全面地揭示了微重力下液氧贮箱内的气泡脱离特性,可以为液氧贮箱换热特性分析提供理论支撑.
【总页数】11页(P122-132)
【作者】李文韬;黄文昊;梁国柱
【作者单位】北京航空航天大学宇航学院
【正文语种】中文
【中图分类】V524
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