【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】空間高真空環(huán)境中航天器的主動排液或液體意外泄漏，往往會因系統(tǒng)快速失壓引起液體過熱閃蒸，形成復雜的氣液兩相流動與傳熱現(xiàn)象。針對管內(nèi)液體閃蒸兩相流動與傳熱基本規(guī)律的研究，對提升航天活動的可控性和安全性具有重要意義，有助于人類探索空間極端環(huán)境中的相變傳熱規(guī)律、支撐對空間環(huán)境資源的有效開發(fā)和利用。
 

　　近日，中國科學院力學研究所微重力重點實驗室多相流與燃燒課題組在管內(nèi)液體閃蒸界面?zhèn)鞑ヒ?guī)律研究中取得系列進展。研究針對航天應(yīng)用中常見的小管徑、中低過熱度條件下實驗數(shù)據(jù)匱乏的問題，精心設(shè)計并開展了系統(tǒng)性的實驗觀測，獲得了關(guān)于管內(nèi)液體閃蒸現(xiàn)象發(fā)生及閃蒸界面持續(xù)傳播的臨界條件、閃蒸界面?zhèn)鞑サ拈g歇性及其傳播速度等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了管徑和重力對管內(nèi)液體閃蒸界面?zhèn)鞑ミ^程存在明顯影響，構(gòu)建了閃蒸界面持續(xù)傳播準則和表觀傳播速度模型。進一步，研究提出了考慮管徑效應(yīng)的液體閃蒸現(xiàn)象二維數(shù)值模型，其中，采用平直界面假設(shè)簡化了對真實的多尺度閃蒸界面的描述，并基于氣相Weber數(shù)構(gòu)建了閃蒸界面微觀形態(tài)與液體過熱度間的代數(shù)關(guān)聯(lián)模型，有效彌補了平直界面假設(shè)中閃蒸界面局部粗糙度信息，顯著提升了對中低過熱度、小管徑條件下的閃蒸界面?zhèn)鞑ガF(xiàn)象的預測能力。
 

　　相關(guān)研究成果在線發(fā)表在Experimental Thermal and Fluid Science和《力學學報》上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中國科學院前沿科學重點研究計劃等的支持。