气泡在沸腾过程中的成核、生长、聚结和脱离是影响传热和散热性能的重要现象。观察气泡行为是理解沸腾传热机理的重要方法。本研究了单个气泡在 SiO 2 涂层表面从不同直径的孤立人工空腔中成核和脱离的动力学。实验在 FC-72 中进行,饱和压力从 0.75 bar 到 1.75 bar。使用高速摄像机研究了气泡在成核过程中的行为。在完整的气泡生长期内,FC-72 气泡呈球形。在初始生长期后,它与沸腾表面的唯一接触是通过我们所说的狭窄的“蒸汽桥”。接触面积的大小受空腔直径的影响:空腔口越大,气泡脱离直径越大。气泡脱离直径从 20 µm 腔体直径的 0.45 mm 增加到 70 µm 腔体直径的 0.61 mm。此外,更高的饱和压力将产生具有较小脱离直径的气泡:它们从 0.75 bar 的 0.62 mm 减小到 1.75 bar 的 0.47 mm。在腔体直径和饱和压力相似的情况下,气泡脱离直径不会因过热度的不同而发生显著变化。气泡脱离频率随过热度的增加而线性增加。虽然压力对气泡脱离频率有限制作用,但另一方面,较大的腔体直径会导致较低的气泡脱离频率。
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