(2-20)
可以看出,电场中的汽泡跃离直径小于无电场时的汽泡跃离直径,且随着电场强度的增加,汽泡跃离直径减小。
Marco采用优尔根线状电极对称分布在一加热丝外的结构进行试验研究,结果发现随着电压的增加,汽泡跃离直径变小,其定量结果与Baboi给出的模型吻合较好。此外,他还观察了电场对微重力场情况下汽泡跃离直径的影响。当电压比较小时,微重力场下汽泡跃离直径大于相应重力场的情况,约为重力场下的3倍。随着电压的增加,汽泡跃离直径逐渐变小,是当电压超过一定值(10 kV)时,微重力场下汽泡跃离直径几乎和重力场作用下相同,这表明:在微重力情况下电场力占主导地位。
以上研究均针对非均匀电场,Kweon对平板电极组成的均匀电场系统进行试验研究,结果发现随着电压的增加,汽泡的跃离直径几乎保持不变,他认为作用在汽泡上的电场力的增加同表面张力的减小几乎相同,两者相抵消,因而汽泡的跃离直径保持不变。之后,又进一步对线——平板电极组成的非均匀电场进行研究[83],并给出了该种情况下汽泡跃离直径的表达式:
                                       (2-21)
式中 ,常数C1与无电场作用时的试验条件相关,C2由电场存在时的试验数据拟合来确定。理论计算表明:当电压为20 kV时,汽泡跃离直径为无电场时的27%,与试验值基本相符。此外,Pascual在试验中也发现汽泡平均跃离直径变小。
2.  汽泡的跃离频率
汽泡跃离频率是汽泡动力学研究的另一个重要问题。对某一成核地点,设汽泡的生长时间为τg和汽泡的等待时间为τw,则汽泡的跃离频率为:
                                              (2-22)
长期以来,研究者们习惯于将跃离直径与跃离频率相关联。
由于电场作用的复杂性,对汽泡跃离频率的研究仅限于试验。Kweon对有、无电场时的汽泡跃离频率进行了对比试验,并给出定量结果。试验结果表明,随着电压的增加,汽泡的生长时间和等待时间逐渐减小,导致汽泡跃离频率逐渐增大,且生长时间小于等待时间。当电压达到20 kV时,跃离频率约为无电场情况下的14倍。
Danti以FC-72为工质,对电场作用下汽泡跃离直径和跃离频率进行了关联,且给出了跃离频率同电压的变化关系,得到与Kweon相同的结论。试验中发现,当电压较高时,汽泡跃离频率随电压的变化不再明显。
Pascual以R123为工质,通过高速摄影,测量了积极核态沸腾区的汽泡的平均密度,每一核态沸腾区的平均汽泡跃离频率和汽泡跃离直径的分布,进一步量化了汽泡的动力学特性,得出与Danti,Kweon相一致的结论。
3 ANSYS软件的应用
3.1简介ANSYS软件
ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体,以有限元分析为基础的大型通用CAE软件,它由总部位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡的ANSYS公司开发。ANSYS软件可广泛应用于机械制造、石油化工、轻工、造船、航空航天、汽车交通、电子、土木工程、水利、铁道、日用家电、生物医学等众工业领域及科学研究。
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