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摘要
Rayleigh-Bénard (RB)湍流热对流是一个经典的流体力学模型，传统的RB热对流系统采用单一流体作为工作介质．然而在实际工业生产和大自然中，对流的工作介质往往是多成分多相(譬如气相与液相共存)．本文进行了气液两相热对流系统的实验，研究了相变引起的全局体积变化以及热对流系统的传热规律．实验采用径高比Γ≡D/H=0.5的圆柱形对流槽，工作介质为去离子水与氟化液(HFE7000)，其中氟化液在装置中的体积分数占比为Φ=0.86%．实验中，上下板的温差保持为30℃，控制参数范围是2.54×109<Ra <5.63×109，底板温度35℃<Tb<48℃．我们发现，氟化液HFE7000在大气压下的沸点为Tcr<40℃，然而氟化液的体积在底板温度Tb<42.5℃之后就不再发生变化．全局传热分为3个区间，在区间Ⅰ内，即Tb<42.5℃，系统的传热效率Nu变化较小．在区间Ⅱ内，42.5℃<Tb<45℃，当氟化液达到最大汽化体积之后，Nu大幅提高，随着底板温度的增加，最大传热提高了43%．在区间Ⅲ内，Tb> 45℃，Nu保持不变．我们发现这与气泡的整体运动距离相关．
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