气泡脱离直径

为计算气泡脱离直径，实施了以下方法：

• Tolubinsky Kostanchuk – 基于液体过冷的相关性。
• Kocamustafaogullari – 基于气泡脱离力平衡的相关性，使用介于 0.067 和 141.87 bar 之间的汽-水数据进行校准。
• Unal - 适用于低压和高压沸腾情景。

可以研究标准子模型和用户子模型的各种组合，但以下两种组合均可合理估计蒸发率：

• Tolubinsky Kostanchuk 气泡脱离直径模型与 Lemmert Chawla 成核密度模型结合使用。
• Kocamustafaogullari 气泡脱离直径与 Hibiki Ishii 成核密度模型结合使用。

默认选项是使用 Tolubinsky Kostanchuk 脱离直径，取决于默认成核密度子模型。

Tolubinsky Kostanchuk 方法

Tolubinsky Kostanchuk 模型 [556] 基于液体过冷关联气泡脱离直径：

$$d_w=d_0\exp [-\frac{\Delta T_{sub}}{\Delta T_0}]$$

(2150)

其中：

• $d_0$ 为参考直径，默认值为 0.0006 m
• $\Delta T_0$ 为参考过冷，默认值为 45
• $\Delta T_{sub}$ 为近壁液体过冷：

$$\Delta T_{sub}=T_{sat}-T_l$$

(2151)

Kocamustafaogullari 方法

正如 Hibiki 和 Ishii 所提到的那样[473]，通常将室温值用于工作流体与表面之间的接触角。实际上，整体模型标定中的其他位置与温度相关。

Kocamustafaogullari 模型 [487] 根据重力和表面张力之间的力平衡关联脱离直径，通过密度比进行修正，使其可用于各种各样的压力。此模型计算如下：

$$d_w=d_1\theta {\left(\frac{\sigma }{g\Delta \rho }\right)}^{0.5}{\left(\frac{\Delta \rho }{{\rho }_g}\right)}^{0.9}$$

(2152)

其中：

• $d_1$ 为标定常数，默认值为 1.5126x10^-3 米/弧度（2.64x10^-5 米/度）
• $\theta$ 为工作流体的壁面接触角，默认值为 0.722 弧度（41.36^o），此值适用于供水系统
• $\sigma$ 为表面张力
• $g$ 为重力加速度
• $\Delta \rho$ 为液相和气相之间的密度差
• ${\rho }_g$ 为蒸汽相密度

Unal 方法

Unal [561] 提出了半机械气泡脱离直径模型，用于水的过冷泡核沸腾流。该模型假设气泡在气泡底部同时发生微层蒸发，并在顶部冷凝。当气泡达到最大尺寸时，它将脱离加热壁面。气泡脱离直径受压力、壁面材料、壁面过热和局部液体过冷影响。

此模型适用于低压和高压条件下相对较大的气泡。

$$d_w=\begin{array}{c}\frac{2.42\times {10}^{-5}{P}^{0.709}a}{\sqrt{b\varphi }}\end{array}$$

(2153)

其中：

$$\begin{array}{c}a=\frac{T_w-T_{sat}}{2{\lambda }_{\lg }{\rho }_g}\sqrt{\frac{k_w{\rho }_w{c}_{pw}}{\pi }}\\ b=\frac{\mathrm{\Delta }{T}_{sub}}{2(1-{\rho }_g/{\rho }_l)}\\ \varphi =\left\{\begin{array}{cc}{\begin{array}{c}(v_l/v_0)\end{array}}^{0.47}& v_l\ge v_0\\ 1& v_l<v_0\end{array}\right\}\end{array}$$

(2154)

和：

• $d_w$ 为气泡脱离直径
• $P$ 为局部压力
• $T_w$ 为壁面温度
• $T_{sat}$ 为过热温度
• $k_w$ 为壁面材料的导热率
• $c_{pw}$ 为壁面材料的比热
• ${\lambda }_{\lg }$ 为潜热。
• $\mathrm{\Delta }{T}_{sub}$ 为过冷温度
• ${\rho }_l$ 为液相密度
• $v_l$ 为壁面附近的液体速度
• $v_0=0.61$ $m/s$