谢添舟，陈炳德，闫 晓，徐建军，黄彦平，肖泽军

(中国核动力研究设计院 中核核反应堆热工水力技术重点实验室，四川 成都 610041)

泡核沸腾传热由两部分构成：一是对流传热，二是汽泡生长及脱离。因此，汽泡脱离直径是沸腾传热机理模型研究中的重要参数之一。目前，汽泡脱离直径预测模型的研究方法之一是对单个汽泡在生长过程中的受力进行分析，通过受力平衡进行求解[1-4]。但现有模型均是在静止条件下获得的，而在摇摆条件下，由于瞬变外力场的引入，汽泡受力过程变得更加复杂。实验结果表明，摇摆条件下汽泡生长和脱离过程均会受到影响，进而影响通道内的传热过程。因此，开展运动条件下汽泡受力分析，探析摇摆运动条件下汽泡脱离机理，对运动条件下沸腾传热机理认知具有重要意义。

本工作在汽泡受力分析中引入摇摆运动所引起的瞬变外力场，构建摇摆条件下的汽泡脱离直径预测模型，通过实验数据进行验证，并对模型进行应用分析。

1 理论模型

1.1 静止条件下单汽泡受力分析

图1 汽泡受力示意图

根据Zeng和Thorncroft等[2-3]的研究结果，静止条件下汽泡受力示于图1。作用于汽泡上的力主要有：表面张力Fs、流动方向上准稳态曳力Fqs、由于汽泡的非对称生长形成的非稳态曳力Fdu、剪切力Fsl、浮力Fb、水压力Fh和接触压力Fcp。图1中，θi为汽泡受向上流体冲刷而产生的轴心倾斜角，θa和θr分别为汽泡的前后接触角，dw为汽泡与壁面的接触直径，ug为流体截面上的速度分布。……