水的流动沸腾

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中考物理必考25个实验考学练：实验01 探究“水的沸腾”(解析版)

实验一、探究“水的沸腾"实验【实验器材】铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、秒表【实验装置】【实验步骤】①按装置图安装实验仪器；②用酒精灯给水加热并观察；③当水温接近90℃时每隔1min 记录一次温度，并观察水的沸腾现象。

④完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。

【实验现象】水沸腾时的现象：剧烈的汽化现象，大量的气泡上升、变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中。

虽继续加热，它的温度不变。

水沸腾前水沸腾后3.沸点：液体沸腾时的温度。

4.液体沸腾的条件：（1）温度达到沸点；（2）继续吸收热量。

【实验补充】（1）液体沸腾需要一定的温度，在标准大气压下不同的液体沸点不同。

（2）液体沸腾前吸收热量温度升高，沸腾后吸收热量温度保持不变。

（3）液体的沸点还与大气压有关，气压越高液体的沸点越高，高压锅就是利用了这一原理。

（4）蒸发和沸腾的异同：【考点方向】1、水沸腾的条件：达到沸点，继续吸热。

2、由图像描点，水沸腾时特点：温度不变，继续吸热。

3、开始加热到沸腾时间过长，改进：①用温水；②减少水的质量；4、石棉网作用：使烧杯底部受热均匀。

5、酒精灯拿开后，沸腾继续，原因：石棉网有余热，水断续吸热；6、水沸点98度，原因：低于1个标准大气压。

7、沸水降温至室温，温度变化特点：先快后慢。

8、若无论加热多长时间，水都不能沸腾，原因：火力太小，吸收热量小于热损失。

9、安装装置时顺序：自下而上。

10、水沸腾前，烧杯内上升的气泡是由大变小的；水沸腾时，烧杯内上升的气泡由小变大，因为上升过程中，水对气泡压强变小。

11、烧杯的纸盖上留有两个小孔，穿过温度计的那个孔作用：固定温度计。

另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同，使水的沸点测量值更准确；若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔，会使里面气压增大，测出的水的沸点偏高。

【创新母题】如图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

水的17种状态

水的17种状态全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：水是地球上最常见的物质之一，它存在于我们生活的方方面面，并且以多种不同的状态出现。

下面将介绍水的17种状态，以帮助我们更好地了解水在我们生活中的重要性和多样性。

1. 液态水：液态水是我们最熟悉的水的状态，它在室温下存在于日常生活中。

我们喝的水、用来洗涤的水、用来浇灌植物的水，都是液态水的一种表现。

2. 冰：冰是在低于零摄氏度时水凝固形成的固态状态。

冰在很多方面都有用，比如在夏天用来制冰饮料、保鲜食物等。

3. 蒸汽：蒸汽是水在高温下变成的气态状态。

蒸汽能够驱动机械设备、发电和加热，是工业生产中的重要能源。

4. 湿气：湿气是指空气中的水分，在潮湿的环境中会感觉到湿气的存在。

湿气对我们的健康有一定的影响，例如潮湿的环境容易滋生霉菌。

5. 雾：雾是一种微小的水滴悬浮在空气中的状态，形成于相对湿润的环境中。

雾可以给景色增添神秘感，也可能对交通和能见度造成影响。

6. 云：云是大气中的水滴或冰晶的团块，形成于空气中的饱和蒸汽冷却凝结而成。

云是引起各种天气现象的重要元素。

7. 雨：雨是大气中的水蒸气凝结形成的水滴，最终落到地面上的降水形式。

雨水是维持生态平衡和农作物生长的重要水资源。

8. 冰雹：冰雹是大气中雹石与水滴结合形成的一种降水形式，通常会伴随雷雨天气出现。

冰雹对庄稼和房屋造成破坏。

9. 雪：雪是在云中水蒸气凝结形成冰晶后落到地面的降水形式。

雪对冬季旅行和滑雪运动有一定的影响。

10. 冰川：冰川是在寒冷地区长期积累的冰雪形成的大型冰川体。

冰川是地球气候系统中的重要组成部分。

11. 冰山：冰山是在海洋中漂浮的大块冰体，通常是通过冰川等途径输送到海洋中。

冰山对海洋环境和航运安全有一定的影响。

12. 冻土：冻土是土壤中水分结冰形成的状态，多出现在极地和高山地区。

冻土对当地生物和土地利用有一定的影响。

13. 溪流：溪流是山地或平原中流动的水体，由雨水或融雪形成。

一年级科学水的特性

一年级科学水的特性水是一种常见的物质，在日常生活中无处不在。

学习水的特性对于一年级的孩子来说是非常重要的，因为它们将在科学课上学习有关水的不同方面。

本文将介绍水的一些基本特性，以帮助一年级学生更好地理解。

1. 水的透明性水是一种透明的物质，它可以让光线穿过。

这意味着我们可以透过水看到其他物体，比如鱼、石头等。

学生可以通过实验，将不同颜色的物体放入透明的容器中，观察物体在水中的变化。

2. 水的流动性水是一种流动的物质，它可以自由地流动。

当我们倒水时，水会以流动的方式从一个容器流入到另一个容器中。

这是因为水分子之间的相互作用力较小，使得水可以自由流动。

3. 水的干燥性水是一种干燥的物质，它可以使物体变干。

我们可以将湿漉漉的衣服晾在太阳底下，太阳会将水分分解成蒸汽，使衣服迅速变干。

这样的实验可以帮助学生理解水分蒸发的过程。

4. 水的凝固性在低于0摄氏度的温度下，水会凝固成冰。

这意味着水分子会变得非常冷，而无法再流动。

学生可以通过冰块的实验，观察水在冷却过程中的变化以及冰的形成。

5. 水的沸腾性水在高温下会沸腾，变成水蒸气。

学生可以通过加热水的实验，观察水在沸腾时产生的水蒸气。

他们可以注意到水蒸气的形成和水的消失。

6. 水的溶解性水是一种良好的溶剂，可以溶解许多固体物质。

学生可以通过将盐、糖等溶解在水中的实验，观察这些物质是否能够溶解并改变水的味道。

7. 水的浮力物体在水中会受到浮力的作用。

学生可以通过实验，放入不同形状和大小的物体，观察它们在水中的浮力。

8. 水的原子结构学生可以通过简单的示意图来了解和理解水的原子结构。

他们可以观察到水由氢原子和氧原子组成，并了解到水分子中氢原子和氧原子之间的化学结合方式。

通过学习水的特性，一年级的学生可以更好地理解这种常见物质的性质和用途。

教师可以通过实验和观察来帮助学生亲身体验水的不同特性，加深他们对科学知识的理解和记忆。

总结：水是一种常见的物质，它具有透明性、流动性、干燥性、凝固性、沸腾性、溶解性、浮力和特殊的原子结构。

沸腾两相流综述

沸腾换热文献综述引言近二十年来，多相流体力学和多相传热学发展迅速。

在热能、动力、化工、核能、石油、冶金、制药、电子、航空航天、生物工程等领域均有重要应用。

在多柑流研究中，流动沸腾尤为重要，很多行业的许多生产设备中都涉及到流动沸腾换热工况，人至电站锅炉的沸腾管、化工精馆塔、蒸汽机车，小至MEMS的冷却无不与流动沸腾有关。

沸腾换热只有传热温差小，换热强度高等特点，在许多工业与技术领域内得到了广泛应用。

管内溶液的蒸发就是沸腾换热过程，此过程伴随着汽液相的转换，属于汽液两相流动体系。

由于蒸发的溶液本身只有某些特性，例如有些物料在浓缩时可能析出结晶、易于结垢、粘度较人等，使得蒸发器的安全稳定运行很难得到保障。

将惰性固体颗粒加入到汽液两相流动体系中，形成汽液固三相流，可以较好地解决蒸发换热装置在运行过程中出现的壁面结垢利传热强化问题。

但由于沸腾多柑流动的特点使得其流动状况非常复杂，而加入固体颗粒后形成汽液固三相流动就更为复杂，因此，对沸腾两相流动及汽液固三相流动的动力学特征研究一直是人们感兴趣的课题。

流体动力学特性的硏究是多相流体系的基础,它为与Z相关的物理过程提供了重要的第一手资料，可为流动体系的进一步研究如传热、传质、化学反应等，以及设备的设计和放大提供可靠的依据。

因此，开展气（汽）液固多柑流体系的流体动力学研究，対于深入理解务相流体系的内在运动规律和流型转化机制具冇十分重要的意义。

在多相流动过程中，由于汽、液、固相界面的变形和运动等原因，使得相界面运动貝有动态特性，表现出强烈的非线性性质，是一个多变量相关的复杂非线性系统，其主要特征为复杂性。

在此复杂现象中，也必然存在着某种规律性，这种规律性表现为一系列混沌运动‘。

2；：仅采用传统的基于线性原则的分析方法，如谱分析技术、随机分析技术等，不能深入地从本质上揭示动态的、非线性的多相流动及传递现象和流动机制。

因此，对这些多相流动复杂过程的研究，运用非线性理论是十分必要的。

水沸腾过程中的特点

水沸腾过程中的特点水沸腾是指在适当的条件下，水开始蒸发，而这种蒸发带来的过程便是水沸腾。

在水大量气体化之前，水会先进行内部混合，随后水就会开始沸腾。

水沸腾是最常见的物理过程，但在它内部发生的过程却有许多特殊特点。

首先，水沸腾过程中会有大量气泡产生，其产生原因是水受热而产生内部混合。

水沸腾时，在热能影响下，水中的空气和汽液结合，在水中形成了微小的气泡，这些形成的气泡则像浮起一样，在水面上不断地扩散。

与此同时，沸腾水中的气泡也会按照流体力学的规律，不断地大小上扩散，最终达到水中最稳定的状态。

其次，水沸腾过程中水的温度也会发生变化。

在水温度为100℃时，水会沸腾，而当水温度降至95℃以下时水就会停止沸腾。

这是因为，热能的最终产物是水中气泡的形成，当水温度降至95℃以下时，水中的气泡就不再形成，从而导致水沸腾的终止。

再者，水沸腾过程中水的流速也有规律变化。

当水在处于静置状态时，水会呈静态状态；而当水沸腾时，水会开始流动，同时也会出现水质改变。

在水进行沸腾运动时，水深也会随着水流发生变化，从而形成一种高潮和低潮的状态。

最后，水沸腾过程中会影响到水的化学结构。

水在遇到加热的情况下，就会出现分子间的相互拉扯，从而形成一种类似沸腾的状态，从而影响到水的化学结构，在此过程中，水中含有的离子也会发生变化，从而影响到水的特性。

总之，水沸腾这一物理现象内部所发生的过程有许多特殊特点，上述所有特点都是水沸腾的重要标志，同时也是水的一种特性。

不同的水沸腾程度所带来的特点也不一样，例如温度、压强、流速等，都是水沸腾的重要特点。

因此，在日常生活中，我们可以尽可能的细心的观察水沸腾的过程，从而加深对水的了解，同时也能够有效地应用水的特性，从而发挥它的作用。

核电厂热工水力学

Chen 所提出的公式能够成功地综合 594个典型实验数据。他认为，在饱和泡核沸腾区和两相强制对流蒸发传热区，总是在某
种程度上发生着泡核沸腾和强制对流两种传热机理，并且，这两
种机理对传热的作用可以叠加，随有关参量的变化，这两种传热
机理可以相互逐步过渡。按以上观点，Chen 提出：
hT P h N B h F C
Chen 关系式既可以适用于强制对流蒸发传热工况，又可以适用于饱和泡核沸腾传热工况，这时有
q (hNB hFC )(TW TS ) hTP (TW TS )
（3－37D）
此外，Chen 关系式还可以扩展应用于欠热泡核沸腾传
热工况，这时应取 F 1.和 x 0 ，但 S 仍由图 3－9 查得，而
（3－37）
式中，hNB 是泡核沸腾传热系数，表明泡核沸腾对传热的贡献；hFC
是强制对流传热系数，表明强制对流对传热的贡献。
hFC 可用液相单独充满通道流动时的单相液体的对流传热系数关系式计算，即
hFC
0.023
kL De
0.8
G(1 x)De
L
cp
k
0.4 L
F
（3－37A）
式中 F 是一个两相流动参量，可以预料它是 Martinelli—Nelson 参
堆芯传热
核电厂热工水力学
1流动沸腾传热
流动沸腾是指液体有宏观运动的系统内的沸腾，加热面上汽泡生长受到液体流动方向上的附加作用，使壁面的泡化过程特性发生变化。液体运动可以是由外力强制作用引起的强迫流动，也可以是由流体密度差造成的自然对流。流动沸腾常伴随着各种汽—液两相运动，所以它比池内沸腾复杂。
TSUB (zFDB )
TS

微通道流动沸腾研究综述

微通道流动沸腾研究综述孙帅杰张程宾*东南大学能源与环境学院摘要：本文通过查阅相关文献，分别从微通道的判别标准、流型与换热机理、流动沸腾的不稳定性、临界热流密度研究这几个方面阐述并分析了目前微通道流动沸腾的研究重点与研究现状。

发现目前关于微通道流动沸腾的内在机理和工作特性的研究尚处在发展阶段，对于微通道内流动沸腾换热过程的实验现象的内在机理还存在争议，关于微通道的划分、临界热流密度的判断标准等还没有普遍的共识，仍然需要更多的研究工作来完善微通道流动沸腾理论体系。

关键词：微通道流动沸腾传热机理临界热流密度Review on Flow Boiling in MicrochannelsSUN Shuaijie,ZHANG Chengbin*School of Energy and Environment,Southeast UniversityAbstract: In this paper,the relevant literatures on flow boiling in microchannels are reviewed.The criteria of microchannel,the flow pattern and heat transfer mechanism of flow boiling in microchannels,the instability of flow boiling and the critical heat flux density are discussed to analyze the research emphases and research status of flow boiling in microchannels.Much about the underlying mechanism and operating characteristics of flow boiling in microchannels is still unknown.The theoretical description on experimental flow boiling in microchannels remains unclear,and there is no general consensus on the criterion of microchannels and critical heat flux density.Therefore, more research work should be conducted to improve the theoretical basis of flow boiling in microchannels.Keywords:microchannel,flow boiling,heat transfer mechanism,critical heat flux density收稿日期： 2020123 通讯作者：张程宾（1983~），男，博士，副教授；东南大学能源与环境学院（210096）； Email:***************.cn 基金项目：国家自然科学基金（No.51776037）随着科学技术的进步和生产需要，电子设备朝着微型化和集中化方向发展，物理尺寸的减小与元件功率的增加使电子设备的热流密度日益增高 [14]。

竖直环形流道内流动沸腾传热研究

ｇｅ．Ｔｅｄｃｗｄｓｅｅ５ｍａｄ３ｉｎｈｕｔｉｔｒｍｎｍｍ，ｎｅｍａｓｆｘｒｎｅｅｅ１．５．ｇ（）ａｄ５３～ｖｈｗａｄｔｓｌａｇｓｗｒ６８～５３ｋ／ｍｓｎｌ．ｈｕ６．ｇ（）ｒｓｅｔｅｙｔａｈｗａｃｕｎｆｗｔｋｓｐｎａｌｔｅｗｏｅｓｔｒｔｒａｌｏｉ２１ｋ／ｍｓ，ｐｃｖｌ．Ｉｗｓｓｏｎｔｔｈｒｏｅｅｒｈｌａｕａｅａｅ．Ｆｏｄｎｉｅｉｈｌａｕｙｈｄｇｓ
ｔｅｍｅｈｎｓｏｈｏｍａｉｎｏｈｒｏｈｃａｉｍｆｔｅｆｒｔｏｆｃｕｎｆｗ，ａｄｉｉｈｅｃｒｔｏｈｔｅｈｎｅｈｅｈａｒｎｓｏｅｗｅｎｌｎｔｓｔｈｕｎｍｏｉｎｔａｎａｃｓｔｅｔｔａｐｒｂｔｅｔｓｅｍｎｔｒｔａａｄｗａｅ．Ｔｈｅｐｏｏｅｄｌｃｎｓｆｃｅｔｒｄｃｈｘｒｍｅａｅｕｔ．ｒｐｓｄｍｏｅａｕｉｎｌｐｅｉｔｔｅｅｐｅｉｙｉｎｔｌｒｓｌｓＫｅｙｗｏｄｓｔｒｔｏｂｉｉｇ；ａｎｕａｕｃ；ｃｍｏ；ｗａｅｅｔｎｔｏｒｓ：ａｕａｅｆｗｏｌｎｌｎｌｒｄｔｈｕｆｗｌｔｒｈａｉｇｍｅｈｄ
ｍｅｈｄ．Ｆｒｔｅｐｒｏｅｏｖｓｇｔｇｂｉｎｅｔｒｎｆｒｕｄｒｈｏｄｔｎｏｅｆｉｅｔｇｍｅｈｄ，ｖｓ — ｔｏｓｏｕｐｓｆｎｅｔａｉｏｌｇｈａａｓｅｎｉｉｎｉｔｔｉｔｌｎｉｕ

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温度3：保温套筒开一条缝，利用红外热成像仪测量微管外壁面瞬态温度场
加热方式：直流稳压电源直接电加热
微管内水的流动沸腾换热特性的实验研究 Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a single shallow microchannel with a uniform diverging cross section
微管内水的流动沸腾换热特性的实验研究
6
1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
实验二：微通道水的流动沸腾换热实验
研究背景试验装置数据采集结果分析
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Main components： fluid tank Pump Flowmeter pre-heater test section condenser
about 100 kW/m²).
Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a single shallow microchannel with a uniform diverging cross section
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1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
研究背景试验装置数据采集结果分析
10
流量：由玻璃浮子式流量计测得，量程0.4~4ml/min，最大误差为4%
温度1：实验段进出口及微管外壁面温度由7根直径为0.5mm的镍铬-镍硅热电偶进行测量
温度2：聚四氟乙烯保温套筒外表面由4根直径为1mm的T型热电偶进行测量
研究背景试验装置数据采集
2 parts:
Four heaterblocks
The test specimen with the rectangular channel
结果分析
水流通过实验段微通道底面热单元加热，热单元热容很大，因此可以认为实验段热流量为常量。
Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a single shallow microchannel with a uniform diverging cross section
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1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
实验二：微通道水的流动沸腾换热实验
研究背景试验装置
The heat is transported via the three channel sides to the working fluid, and the heat fluxes are equal.
1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
实验一：微管流动沸腾换热特性研究实验系统研究背景试验装置数据采集结果分析
微管内水的流动沸腾换热特性的实验研究
5
1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
实验一：微管流动沸腾换热特性研究实验系统（试验段）研究背景试验装置数据采集结果分析
Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a single shallow microchannel with a uniform diverging cross section
1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
实验二：微通道水的流动沸腾换热实验
1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
：实验一（一）微管壁面温度场的瞬态变化
研究背景试验装置数据采集结果分析
2.动载下
Behavior of air bubbles during subcooled water boiling
3.临界热通量
Cirtical heat flux for flow boiling of low pressure in vertical internally heated annuli
水的流动沸腾
气液两相流 2013/1ห้องสมุดไป่ตู้/20
主要内容
1
换热特性研究
2
流阻特性研究
2
一、换热特性研究
文献统计
1.微通道
微管内水的流动沸腾换热特性的实验研究
Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a single shallow microchannel with a uniform diverging cross section
Flow patterns are observed at 5 positions along the ﬂow passage, viz. 60, 120, 180, 240, 300 mm from the channel inlet.
The experiments are performed for diﬀerent mass and heat ﬂuxes (mass ﬂuxes 50, 100, 300, 500, 700 and 1000 kg/m²s, maximum heat ﬂux
数据采集结果分析
The wall temperature Tw is measured at 8 positions along the channel, viz. at Z = 35, 70,110, 145, 185, 225,260, 295 mm behind the channel inlet.
3
1.微通道 2.动载下 3.临界热通量
一、换热特性研究
研究背景试验装置数据采集结果分析
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研究需求
微尺度流动沸腾换热系数较高，受到重视饱和沸腾研究较多，过冷流动沸腾研究较少相比氟化物冷却剂，水更容易发生气泡合并现象
微管内水的流动沸腾换热特性的实验研究 Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a single shallow microchannel with a uniform diverging cross section