مشاهده دینامیک حباب طی جریان جوشش تحت اشباع تحت شرایط مختلف تر شوندگی سطح در فشار اتمسفر

Abstract

در این مطالعه، دینامیک حباب و مکانیزم تولید بخار خالص به صورت تجربی-مشاهده‌ای در یک کانال مستطیلی عمودی، طی جریان جوشش تحت اشباع در فشار اتمسفر بررسی شد و نتایج قابل توجهی در شرایط مختلف تر شوندگی سطح بدست آمد. طی مشاهدات، دو نوع رفتار کاملا متفاوت در شروع جوشش هسته‌ای برای حباب بخار مشاهده گردید و همچنین در ناحیه‌ای که کسر حجمی بخار کم است مکانیزم جدیدی برای شروع تولید بخار خالص ارائه شد. هنگام شروع جوشش هسته‌ای بر روی یک سطح آبدوست ، مشاهده شد که همه حباب‌های تشکیل شده در هسته‌های فعال، بلافاصله پس از رشد یافتن از سطح بلند شده و از آن فاصله می‌گیرند و به‌سرعت در آب مادون اشباع در اثر چگالش ناپدید می‌شوند. در مقابل، زمانی که سطح آبگریز بود، در شرایط شروع جوشش هسته‌ای حباب‌های شکل گرفته در محل تشکیل خود گیر افتاده‌اند. در ادامه، مکانیزم‌ شروع تولید بخار خالص در سطوح آبدوست و آبگریز پیشنهاد شد. نتیجه مهم حاصل از مشاهدات این پژوهش این است که بر روی یک سطح آبگریز با زاویه تماس بالا (حدود °90)، جدایش حباب از هسته‌های فعال روی سطح، در نزدیکی نقطه آغاز کسر قابل توجه بخار که شرط لازم برای شروع تولید بخار خالص است، رخ می‌دهد. مکانیزم اصلی حاکم بر تولید بخار خالص برای سطوح آبدوست و آبگریز، بازگشت مجدد حباب بلند شده از سطح، به سطح داغ مشاهده گردید، اما جدایش حباب از هسته‌های فعال شاخص خوبی برای تعیین شروع تولید بخار خالص برای سطوح آبگریز است.