饱和水喷流沸腾临界热流密度的理论建模与接触角效应

饱和水喷流沸腾临界热流密度的理论模拟是一项针对复杂热工过程的关键研究，由刘振华、秋雨豪和李元阳三位学者合作完成。他们基于宏观微层结构中的汽柱失稳现象，探讨了这种失稳如何导致在停滞区域内饱和水喷流沸腾时的临界热流密度（CHF）。宏观微层是CHF发生的一个关键环节，其中的小汽柱在高热流密度下经历不稳定，从而触发沸腾。 研究者利用长波稳定性理论，深入分析了高温平板上不同固液接触角条件下气泡底部液膜底层的最大厚度，这直接影响了CHF的动态行为。固液接触角作为影响因素之一，其变化会显著改变气液界面的稳定性及热传递效率。他们将实验数据与理论分析相结合，构建了一个半经验半理论的关系式，重点研究了固液接触角、喷流冲击速度和喷流直径等因素对CHF的具体影响。 该研究的贡献在于提供了一个物理模型，能够预测滞止区内的饱和水喷流沸腾临界热流密度，这对于理解和控制工业设备中的沸腾过程至关重要。然而，尽管现有的研究已经取得了一些进展，理论预测与实验结果之间的精确关联仍需进一步探索，特别是考虑到受热表面的湿润性能和粗糙度等壁面现象的影响。未来的研究可能需要更深入地探究这些因素，以便更准确地预测和防止CHF的发生，从而提高热交换设备的性能和安全性。