水下爆炸气泡射流载荷及对结构毁伤研究进展 被引量：2

1

作者 孙远翔 刘新 +1 位作者 陈岩武 王成 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第1期1-7,共7页

气泡射流载荷是造成水下结构毁伤的重要因素。本文从水下爆炸气泡射流产生的实验装置和条件、气泡射流载荷特性及其对结构的毁伤等方面对国内外相关领域的研究进行综述,总结气泡射流实验技术和数值模拟现状,梳理气泡射流载荷特征及其对... 气泡射流载荷是造成水下结构毁伤的重要因素。本文从水下爆炸气泡射流产生的实验装置和条件、气泡射流载荷特性及其对结构的毁伤等方面对国内外相关领域的研究进行综述,总结气泡射流实验技术和数值模拟现状,梳理气泡射流载荷特征及其对结构毁伤的影响规律,为水下武器的研制及舰船抗爆能力的提升提供参考。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡射流载荷 实验研究 结构毁伤

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水下爆炸气泡射流现象的试验研究 被引量：15

2

作者 牟金磊 朱锡 +1 位作者 黄晓明 李海涛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期154-158,共5页

水下爆炸气泡塌陷产生的射流载荷会对舰船结构造成严重地毁伤,而射流现象又十分复杂.为研究水下爆炸气泡射流的产生条件以及载荷形式,文章设计了一系列的试验,通过高速摄影观测气泡运动过程,同时利用压力传感器对气泡周围的压力场进行记... 水下爆炸气泡塌陷产生的射流载荷会对舰船结构造成严重地毁伤,而射流现象又十分复杂.为研究水下爆炸气泡射流的产生条件以及载荷形式,文章设计了一系列的试验,通过高速摄影观测气泡运动过程,同时利用压力传感器对气泡周围的压力场进行记录.将试验结果与经典的Blake判断准则进行了比较分析,提出了气泡产生冲向靶板的射流条件.同时通过对试验中测量到的压力-时间曲线进行分析,可以看出射流的产生对气泡载荷的压力、冲量、能量都产生了很大影响,从能量的角度提出射流现象将使气泡能量集中,并对其正前方结构可能产生更大的毁伤.在分析试验结果的基础上分析了射流产生的机理,得到了不同引力和浮力方向情况下的射流形成条件和射流形成的载荷形式,为舰船结构抗爆研究提供参考. 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡射流 爆炸力学 高速摄影

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舱段结构在气泡射流作用下的毁伤效果 被引量：12

3

作者 崔杰 张阿漫 +2 位作者 郭君 李世铭 黄超 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期355-361,共7页

为研究水下爆炸气泡载荷对船舶局部结构的毁伤效果,设计建造了实尺度舱段模型,并进行水下爆炸实验,测量了水中压力、气泡脉动周期、舱段外板结构的动应变与塑性变形。分析了不同冲击因子作用下舱段结构的动态响应,并结合水中压力测量结... 为研究水下爆炸气泡载荷对船舶局部结构的毁伤效果,设计建造了实尺度舱段模型,并进行水下爆炸实验,测量了水中压力、气泡脉动周期、舱段外板结构的动应变与塑性变形。分析了不同冲击因子作用下舱段结构的动态响应,并结合水中压力测量结果,探讨了气泡射流的成因。在此基础之上,分析了气泡射流载荷的影响范围以及外板在不同载荷作用下的毁伤模式。实验结果表明,相比冲击波载荷,在某些情况下射流冲击载荷引起的结构响应更剧烈,毁伤效果更严重,因此在中近场水下爆炸作用下,气泡射流冲击载荷对船体结构的影响不能忽视。 展开更多

关键词 固体力学 水下爆炸 气泡射流 舱段结构 塑性动态响应

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水下爆炸气泡射流载荷阵列测量技术探索 被引量：10

4

作者 盛振新 刘建湖 +3 位作者 张显丕 杲涛 陈江涛 杨静 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期52-59,共8页

水下爆炸气泡射流载荷测量目前存在两个难点:(1)气泡射流载荷是非均匀的面载荷,但其作用半径仅为气泡最大半径的1/10,限于传感器尺寸及安装空间,敏感元密度较低,难以准确获取气泡射流载荷空间分布规律;(2)气泡射流载荷测量时传感器所处... 水下爆炸气泡射流载荷测量目前存在两个难点:(1)气泡射流载荷是非均匀的面载荷,但其作用半径仅为气泡最大半径的1/10,限于传感器尺寸及安装空间,敏感元密度较低,难以准确获取气泡射流载荷空间分布规律;(2)气泡射流载荷测量时传感器所处的力学环境非常复杂,传感器容易损坏,导致无法测得完整时程。因此现有测量手段难以获取气泡射流载荷的时空分布特性。鉴于此,设计了一种阵列传感器,在一张PVDF(聚偏氟乙烯)压电薄膜上采用特殊工艺加工多个小型敏感元,敏感元尺寸为5 mm×5 mm,呈8×8矩阵排列,敏感元密度≥1 cm^(-2),同时在揭示传感器损坏机理的基础上设计了传感器防护装置。在小型观测水槽内开展了小当量炸药水下爆炸试验,采用阵列传感器测量获取了气泡射流载荷的时空分布特性。研究结果表明:(1)设计的防护装置可保证传感器在气泡射流载荷测量过程中不损坏;(2)气泡射流载荷中心最大,向四周逐渐减小,中心处气泡射流载荷峰压约35.6 MPa,约为冲击波峰压的1.16倍。建立的阵列测量技术可为水下爆炸气泡射流的深入研究提供技术支撑。 展开更多

关键词 气泡射流 阵列测量 传感器防护 水下爆炸

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舰船近场爆炸反射波对气泡射流特性影响 被引量：3

5

作者 倪宝玉 张阿漫 +1 位作者 朱枫 吴巧瑞 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期976-983,共8页

水下爆炸冲击波遇到物面(如船底表面、海底等)将产生反射冲击波,对于近场爆炸,由于爆炸形成的气泡距离物面较近,气泡在运动过程中将遭遇物面反射冲击波.为了探讨反射冲击波对水下爆炸气泡特性的影响,假设冲击前期惯性力起主要作用,依据... 水下爆炸冲击波遇到物面(如船底表面、海底等)将产生反射冲击波,对于近场爆炸,由于爆炸形成的气泡距离物面较近,气泡在运动过程中将遭遇物面反射冲击波.为了探讨反射冲击波对水下爆炸气泡特性的影响,假设冲击前期惯性力起主要作用,依据理想流体势流理论,建立了反射波作用下气泡运动模型,并采用边界积分法求解.在此基础上,给出了舰船近场爆炸反射波作用下气泡的射流特性.研究表明:反射波对气泡动态特性影响不大,在舰船冲击响应分析载荷输入时,可单独考虑冲击波载荷和气泡载荷对舰艇结构的耦合损伤作用,而无需考虑二者之间的相互作用. 展开更多

关键词 水下爆炸 反射波 气泡射流 边界积分法

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固支方板在水下爆炸气泡射流作用下动态响应 被引量：4

6

作者 牟金磊 李海涛 《噪声与振动控制》 CSCD 2012年第6期125-129,共5页

为研究水下爆炸气泡溃灭发生射流时对水中结构的影响,借助于商用瞬态动力学有限元软件MSC.Dytran,对固支方板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行研究。对底部爆炸和侧面爆炸两种典型情况进行计算,将气泡运动过程与试验结果进行对比分析... 为研究水下爆炸气泡溃灭发生射流时对水中结构的影响,借助于商用瞬态动力学有限元软件MSC.Dytran,对固支方板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行研究。对底部爆炸和侧面爆炸两种典型情况进行计算,将气泡运动过程与试验结果进行对比分析,两者吻合较好,验证所建立方法的可行性。在此基础上,对射流发生时流场情况以及固支方板的响应特点进行分析,认为射流载荷是局部载荷,可以引起严重的局部破坏,在近场水下爆炸研究中必须予以重视。 展开更多

关键词 冲击 水下爆炸 气泡射流 固支方板 数值仿真

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水下爆炸气泡射流作用下固支方板动态响应的数值仿真研究 被引量：2

7

作者 孟涛 王伟力 +1 位作者 牟金磊 朱锡 《船海工程》 2012年第1期107-110,共4页

为研究水下爆炸气泡溃灭发生射流时对结构的影响,借助有限元软件MSC.Dytran对固支方板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行研究。对底部爆炸和侧面爆炸两种典型情况进行计算,对射流发生时流场情况以及固支方板的响应特点进行分析,认为... 为研究水下爆炸气泡溃灭发生射流时对结构的影响,借助有限元软件MSC.Dytran对固支方板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行研究。对底部爆炸和侧面爆炸两种典型情况进行计算,对射流发生时流场情况以及固支方板的响应特点进行分析,认为射流载荷是局部载荷,会引起严重的局部破坏,在近场水下爆炸研究中必须予以重视。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡射流 固支方板 数值仿真

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水下爆炸气泡射流对壳板毁伤的计算方法

8

作者 岳永威 孙龙泉 +1 位作者 王超 崔杰 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第10期3-8,共6页

导出气泡射流速度及其与壁面作用周期的计算公式,并对舰船典型舱段进行了水下爆炸试验,探究典型工况下气泡射流对船体板架的毁伤效应与适用于工程计算的方法。结果表明,水下爆炸产生的气泡射流在船体局部产生的毁伤比冲击波更强,并且射... 导出气泡射流速度及其与壁面作用周期的计算公式,并对舰船典型舱段进行了水下爆炸试验,探究典型工况下气泡射流对船体板架的毁伤效应与适用于工程计算的方法。结果表明,水下爆炸产生的气泡射流在船体局部产生的毁伤比冲击波更强,并且射流驻压是导致结构破坏的主要原因。导出的射流作用周期以及将射流载荷按正弦波形式处理的方法,具有一定的工程计算精度。数值计算与试验结果对比,估得典型工况下射流峰压值的量级,它与经验公式计算值相吻合。该方法可为相关的水下爆炸试验提供参考。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡射流 塑性变形 船体壳板

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泡沫覆盖层对水下爆炸气泡射流防护机理缩比试验研究 被引量：7

9

作者 杜志鹏 张磊 +1 位作者 谌勇 华宏星 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第5期569-576,共8页

水下爆炸会对水中结构物造成严重威胁.柔性覆盖层或夹层板能够降低水中结构物水下爆炸冲击响应,因此成为研究的热点.以往的研究多集中于覆盖层对冲击波的防护机理,适用于较远距离的水下爆炸情况.近距离水下爆炸除了冲击波外,爆炸气泡溃... 水下爆炸会对水中结构物造成严重威胁.柔性覆盖层或夹层板能够降低水中结构物水下爆炸冲击响应,因此成为研究的热点.以往的研究多集中于覆盖层对冲击波的防护机理,适用于较远距离的水下爆炸情况.近距离水下爆炸除了冲击波外,爆炸气泡溃灭时产生的朝向结构物的高速水射流更为致命.该文针对这种情况,基于量纲原理,推导缩比相似关系,通过缩比模型水下爆炸试验发现了覆盖层表面空化微气泡群对爆炸气泡形成高速水射流过程产生干扰,提出了泡沫覆盖层钢板水下爆炸气泡射流防护机理. 展开更多

关键词 泡沫覆盖层 水下爆炸 气泡射流 防护机理 缩比试验

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水下爆炸中气泡射流壁压特性实验研究 被引量：8

10

作者 崔雄伟 陈莹玉 +1 位作者 苏标 马春龙 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期61-72,共12页

水下爆炸气泡射流载荷是中近场水下爆炸壁压载荷的重要组成部分,将水下爆炸气泡射流简化为一段高速水柱来研究水下爆炸气泡射流载荷特性是研究水下爆炸气泡射流载荷的主要手段。本文基于腔内爆炸提出了一种新的高速水射流实验方法,并给... 水下爆炸气泡射流载荷是中近场水下爆炸壁压载荷的重要组成部分,将水下爆炸气泡射流简化为一段高速水柱来研究水下爆炸气泡射流载荷特性是研究水下爆炸气泡射流载荷的主要手段。本文基于腔内爆炸提出了一种新的高速水射流实验方法,并给出了实验装置设计、实验方法以及实验系统。基于实验系统,开展了不同工况下高速水射流的实验研究,研究了腔口位置、腔深对水射流形态的影响,并对水射流的形态形成因素进行了分析。使用压电型壁压传感器测得了水射流冲击壁压,给出了水射流冲击壁压的特性及其特点。实验结果表明:腔口位置与腔深是影响水射流端面形态的重要因素;生成的高速水射流冲击壁压峰值满足水锤理论。基于腔内爆炸的高速水射流实验方法能够应用于包括水下爆炸气泡射流在内的高速水射流形态、壁压特性的研究。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡射流 高速水射流 壁压测量 水锤理论

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射流搅拌发酵罐自由射流气泡区的气泡直径和气含率研究 被引量：4

11

作者 杨瑞 周肇义 蒋述曾 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2001年第2期63-66,共4页

研究了气速、清液层高度、混合器尺寸和倾斜角度等因素对射流搅拌发酵罐自由射流气泡区的气含率与气泡直径的影响。由理论分析及实验数据关联了气含率、气泡直径与气速、清液层高度、混合器尺寸和倾斜角度等之间的关系。关联式与实验数... 研究了气速、清液层高度、混合器尺寸和倾斜角度等因素对射流搅拌发酵罐自由射流气泡区的气含率与气泡直径的影响。由理论分析及实验数据关联了气含率、气泡直径与气速、清液层高度、混合器尺寸和倾斜角度等之间的关系。关联式与实验数据吻合较好。 展开更多

关键词 射流搅拌发酵罐 气含率 气泡直径 自由射流气泡压

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微气泡型管式气液接触器的气液两相流动特性研究

12

作者 杨寒月 孔令真 +4 位作者 陈家庆 孙欢 宋家恺 孔标 丁国栋 《石油化工高等学校学报》 CAS 2024年第3期25-33,共9页

与常用气液鼓泡塔相比,管式气液接触器通过在管道空间内产生的均匀气泡状高分散体系强化气液传质过程,具有含气率高、能耗低和维护简单等优点。自主设计研制了带文丘里射流气泡发生器的微气泡型管式气液接触器;利用计算流体动力学(CFD)... 与常用气液鼓泡塔相比,管式气液接触器通过在管道空间内产生的均匀气泡状高分散体系强化气液传质过程,具有含气率高、能耗低和维护简单等优点。自主设计研制了带文丘里射流气泡发生器的微气泡型管式气液接触器;利用计算流体动力学(CFD)数值模拟和室内实验相结合的方法,对其所涉及的成泡机理、气泡粒径分布特性等进行了系统研究。结果表明,采用体积分数法(VOF)模型耦合RNG k-ε湍流模型可模拟分析微气泡型管式气液接触器内成泡机理和气泡形态;在文丘里射流气泡发生器的扩张段内可将大气泡剪切破碎成微气泡,且微气泡均匀稳定;气泡粒径随液体流量的增大而减小,在液体流量为14.0 L/min、气体流量为最大自然吸气量、柱体长度为800 mm时气泡粒径最小(76.5μm);气泡粒径随气体流量的增大而增大,在气体流量为1.5 L/min、液体流量为8.0 L/min、柱体长度为800 mm时气泡粒径最小(86.7μm);气泡粒径随柱体长度的增大呈现先降低后基本不变的趋势,当柱体长度大于800 mm时,其对气泡粒径的影响较小。 展开更多

关键词 气液接触器 射流气泡发生器 微气泡 CFD数值模拟 气泡粒径

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射流气泡冲击法——一种全新果蔬洗涤方式

13

作者 王新明 《山东食品科技》 1999年第6期7-7,共1页

果蔬类食品原料在其成长、采集、运输过程中,难免粘附大量的杂质、尘埃和细菌。因此,在食用之前必须进行彻底的清洗。人们通常采用的清洗方式不外乎有:水冲洗、手搓洗、毛刷涮洗、机械振动喷淋漂洗等几种方式。

关键词 射流气泡冲击法 果蔬加工 洗涤 清洗设备

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基于ALE算法的船体板架射流载荷下毁伤模式分析 被引量：5

14

作者 崔杰 智广信 黄超 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第2期188-193,共6页

研究表明,近边界气泡在坍塌阶段产生的高速射流将对船用板架结构造成严重的损伤。本文利用LS-DYNA中的ALE算法对船体板架结构在射流冲击载荷作用下的破坏情况进行了模拟。首先分析简单平板在不同作用位置、速度和形状的射流载荷作用下... 研究表明,近边界气泡在坍塌阶段产生的高速射流将对船用板架结构造成严重的损伤。本文利用LS-DYNA中的ALE算法对船体板架结构在射流冲击载荷作用下的破坏情况进行了模拟。首先分析简单平板在不同作用位置、速度和形状的射流载荷作用下的动态响应。在此基础上对射流冲击下加筋板结构的毁伤特性进行了研究,重点分析了结构的强弱对板架毁伤模式的影响。计算结果表明:气泡射流载荷对于船体结构的破坏具有明显的局部效应,其破坏程度非常严重,射流对加筋板的毁伤效果因冲击位置不同而有所区别。因此,在舰船结构抗爆抗冲击性能研究中,气泡载荷不容忽视。 展开更多

关键词 振动与波 气泡射流 水下爆炸 毁伤效果 动态响应 数值仿真

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冲击波及气泡载荷联合作用下变截面加筋圆柱壳动态响应 被引量：4

15

作者 刘奇奇 刘亮涛 +2 位作者 王金相 张轶凡 唐奎 《水下无人系统学报》 2022年第3期321-331,共11页

以缩比无人水下航行器典型尾部变截面加筋圆柱壳结构为研究对象,应用LS-DYNA软件中ALE算法对水下爆炸冲击波及气泡载荷作用下变截面加筋圆柱壳结构的动态响应进行数值仿真计算。分析了变截面加筋圆柱壳在水下爆炸冲击波及气泡载荷作用... 以缩比无人水下航行器典型尾部变截面加筋圆柱壳结构为研究对象,应用LS-DYNA软件中ALE算法对水下爆炸冲击波及气泡载荷作用下变截面加筋圆柱壳结构的动态响应进行数值仿真计算。分析了变截面加筋圆柱壳在水下爆炸冲击波及气泡载荷作用下的动态响应,并进一步探讨了冲击因子和爆炸方位对结构损伤特性的影响。结果表明:随着冲击因子的增大,冲击波对变截面加筋圆柱壳结构的损伤逐渐增大,气泡载荷会进一步加大结构的凹陷变形及塑性区域;射流载荷随着冲击因子的增大先增大后减小,在特定冲击因子下射流载荷能够达到最大;冲击波对变截面加筋圆柱壳的损伤效果受方位影响很小,当药包位于变截面加筋圆柱壳正上方时,射流载荷最大,导致结构的最终损伤变形也最大。 展开更多

关键词 水下爆炸 变截面圆柱壳 动态响应 冲击波 气泡射流

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旋流气浮水处理装置用气泡发生器室内实验 被引量：1

16

作者 李永丰 卢大艳 《油气田地面工程》 2015年第11期18-21,共4页

使用摄像气泡检测技术,对旋流气浮用射流、微孔两种气泡发生装置进行室内实验。对两种气泡发生装置产生的气泡直径分布进行了检测,对气泡在上升过程中聚并过程进行研究。在室内最佳工况条件下,微孔气泡发生器产生气泡粒径较好,是较为理... 使用摄像气泡检测技术,对旋流气浮用射流、微孔两种气泡发生装置进行室内实验。对两种气泡发生装置产生的气泡直径分布进行了检测,对气泡在上升过程中聚并过程进行研究。在室内最佳工况条件下,微孔气泡发生器产生气泡粒径较好,是较为理想的气泡发生装置。射流发生器的最佳运行参数:入口水流量为1.28 m3/h,压力为4.0 b ar;入口气体流量为0.253 m3/h(标况),压力为3.0 bar;喉嘴距离定为15 mm。微孔发生器的最佳运行参数:入口水流量为5.1 m3/h,压力为3.7 bar;入口气体流量为1.165 m3/h(标况),压力为4.4 bar。 展开更多

关键词 射流气泡发生器 微孔气泡发生器 旋流气浮 气泡粒径 实验

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舰船抗爆领域水下爆炸载荷研究进展 被引量：4

17

作者 牟金磊 朱锡 《中国舰船研究》 2010年第2期1-8,共8页

海战中水下爆炸载荷是舰船的重要威胁之一,为了给舰船抗爆研究提供准确的载荷输入,需要对载荷进行系统研究。通过查阅大量文献,介绍了国内外舰船抗爆领域水下爆炸载荷的研究概况,从冲击波载荷和气泡载荷两个方面总结了该领域的研究进展... 海战中水下爆炸载荷是舰船的重要威胁之一,为了给舰船抗爆研究提供准确的载荷输入,需要对载荷进行系统研究。通过查阅大量文献,介绍了国内外舰船抗爆领域水下爆炸载荷的研究概况,从冲击波载荷和气泡载荷两个方面总结了该领域的研究进展。由于冲击波载荷的研究比较成熟,重点对气泡运动方程、气泡射流等气泡阶段的研究工作进行了总结和分析。并且在分析前人工作的基础上对该领域有待进一步解决的问题和发展趋势进行了展望,为该领域内研究工作的开展提供一定参考。 展开更多

关键词 水下爆炸 冲击波 气泡运动方程 气泡射流

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微细加热丝上沸腾换热特性分析

18

作者 任飞 楚化强 +2 位作者 陈光 卫言 丑鹏飞 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第3期241-246,共6页

沸腾换热是一种高效换热方式。基于本课题组搭建的可视化池内沸腾实验台,以直径为0.1,0.2 mm加热丝上的沸腾换热为研究对象,利用高速相机与电子显微镜探究过冷状态下微细加热丝上气泡的状态,分析热流密度和过冷度对加热丝上气泡脱离直... 沸腾换热是一种高效换热方式。基于本课题组搭建的可视化池内沸腾实验台,以直径为0.1,0.2 mm加热丝上的沸腾换热为研究对象,利用高速相机与电子显微镜探究过冷状态下微细加热丝上气泡的状态,分析热流密度和过冷度对加热丝上气泡脱离直径及生长时间的影响。结果表明:在过冷状态下,加热丝上的气泡会出现4种扫荡现象,并且在气泡长大过程中出现射流现象,在热流密度3.35×106W/m2、主液体温度60℃时,直径为0.2 mm加热丝上气泡的射流现象可持续13 s;在热流密度4.53×106W/m2、主液体温度为70℃时,直径为0.1 mm加热丝上气泡出现了多射流现象;主液体温度达到70℃时,气泡扫荡现象强烈,气泡的脱离直径与生长时间均显著减小。 展开更多

关键词 沸腾换热 气泡扫荡 气泡射流 脱离直径

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