光滑芯片表面短时微重力池沸腾现象中的气泡行为和传热特性

摘要

本文利用小尺度光滑芯片(10×10×0.5mm3),通过控制加热电流的方法,在北京落塔中进行了持续3.6秒有效微重力时间的过冷池沸腾实验研究.在低热流和中等热流区,微重力条件下可以观察到稳态或准稳态池沸腾现象,传热特性基本维持不变或略有恶化;在中等热流区域气泡的横向合并会引起合并后的大气泡表面剧烈震荡,进而引发合并大气泡从加热表面脱落.在高热流密度区,微重力条件下加热表面很快形成半球形状并几乎完全覆盖加热表面的聚合大气泡;随后,由于高过冷液体冷凝作用,聚合大气泡收缩为半椭球形状,界面也变得更为光滑,并完全覆盖了加热表面,阻止液体和加热表面接触,可能提前发生临界热流或转变为膜态沸腾,导致微重力条件下沸腾换热显著恶化.