【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】空間高真空環(huán)境中航天器的主動(dòng)排液或液體意外泄漏，往往會(huì)因系統(tǒng)快速失壓引起液體過(guò)熱閃蒸，形成復(fù)雜的氣液兩相流動(dòng)與傳熱現(xiàn)象。針對(duì)管內(nèi)液體閃蒸兩相流動(dòng)與傳熱基本規(guī)律的研究，對(duì)提升航天活動(dòng)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(duì)空間環(huán)境資源的有效開(kāi)發(fā)和利用。
 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所微重力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jìn)展。研究針對(duì)航天應(yīng)用中常見(jiàn)的小管徑、中低過(guò)熱度條件下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匱乏的問(wèn)題，精心設(shè)計(jì)并開(kāi)展了系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，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(duì)管內(nèi)液體閃蒸界面?zhèn)鞑ミ^(guò)程存在明顯影響，構(gòu)建了閃蒸界面持續(xù)傳播準(zhǔn)則和表觀傳播速度模型。進(jìn)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(jiǎn)化了對(duì)真實(shí)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(guò)熱度間的代數(shù)關(guān)聯(lián)模型，有效彌補(bǔ)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(duì)中低過(guò)熱度、小管徑條件下的閃蒸界面?zhèn)鞑ガF(xiàn)象的預(yù)測(cè)能力。
 

　　相關(guān)研究成果在線發(fā)表在Experimental Thermal and Fluid Science和《力學(xué)學(xué)報(bào)》上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃等的支持。