热能动力工程

作者：王华顺,徐宏波,张国涛,汪辉兴,王孝义

单位：安徽工业大学,,安徽工业大学,,安徽工业大学,,安徽工业大学,,安徽工业大学,

关键词：流动沸腾;相场法;壁面型腔;单气泡;对流换热

基金：国家自然科学(52005005)；安徽省优秀青年教师培育重点项目(YQZD2023032); 安徽省高等学校年度科研计划重大项目(2024AH040030)

流动沸腾因兼具相变潜热与强制对流作用而表现出优异的换热性能。为揭示壁面型腔单气泡生长演化行为对通道流动沸腾换热特性的影响，基于相场法与相变函数模型，探究了热流密度、质量通量和型腔微构型对气泡成核、生长与脱离过程的影响规律，进一步分析其对流动沸腾换热性能的调控作用。结果表明，随着热流密度增大，气泡生成周期缩短、脱离频率提高，通过强化近壁面的流体扰动增强了沸腾换热能力；增加入口质量通量能促进气泡快速脱离与再生成，当质量通量从10 kg/(m2·s)增至150 kg/(m2·s)时，对流换热系数提升了52.88%，进一步阐释了质量通量是影响流动沸腾换热性能的关键因素；鱼尾形型腔凭借其渐扩口几何特征更有利于蒸气核稳定扩张并加速气泡颈部收缩，气泡生成周期短，对流换热系数较梯形、矩形和三角形型腔分别提升了1.31%、4.70%和6.26%。

来源：2026年第5期

《热能动力工程》期刊编辑部

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