多孔结构中汽泡运动行为特性
多孔材料的表征及其分析
多孔材料孔结构的表征分析摘要:多孔材料的研究已成为当今材料科学研究领域的一大热点，而多孔材料的研究离不开结构表征分析。
多孔材料的表征常用X射线小角度衍射法、气体吸附法、电子显微镜观察法等。
重点介绍了这些表征方法对多孔材料的孔道有序性、孔形态、比表面积和孔体积及孔径等的表征分析应用，最后简单介绍了孔结构表征的新方法。
关键词: 多孔材料应用特性孔结构表征分析法1.引言近年来多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。
不仅发展非常迅速,种类也很多,如多孔聚合物、多孔陶瓷、泡沫塑料、多孔金属材料等。
这些材料具有一些共同的特点:密度小, 孔隙率高, 比表面积大。
由于它们所具有的特殊结构及性能, 使得它们备受关注。
多孔材料在很多领域都得到了应用, 如过滤器、流体分离装置、多孔电极、催化剂载体、火焰捕集器、建筑用隔音材料、水下潜艇消音器、宇航结构层压面板、汽车缓冲挡板等, 遍及化工、电化学、建筑、军工及航天等领域。
由于使用目的不同，对材料的性能要求各异，需要不同的制备技术，因此，制备出的多孔材料种类很多，形态也很多，如多孔陶瓷的形态可以为粒状、圆柱状、孔管状以及蜂窝状等。
2.多孔材料的一般特性相对连续介质材料而言。
多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点。
具体来说，多孔材料一般有如下特性:2．1机械性能的改变应用多孔材料能提高强度和刚度等机械性能。
同时降低密度，这样应用在航天、航空业就有一定的优势，据测算。
如果将现在的飞机改用多孔材料，在同等性能条件下．飞机重量减小到原来的一半。
应用多孔材料另一机械性能的改变是冲击韧性的提高，应用于汽车工业能有效降低交通事故对乘客的创造伤害。
2．2选择渗透性由于目前人们已经能制造出规则孔型而且排列规律的多孔材料，并且，孔的尺寸和方向已经可以控制。
利用这种性能可以制成分子筛，比如高效气体分离膜、可重复使用的特殊过滤装置等。
2．3选择吸附性由于每种气体或液体分子的直径不同。
研究材料中多孔结构与性能的关系
研究材料中多孔结构与性能的关系多孔结构是指材料内部存在一些空隙或孔洞，这种结构具有很多特殊的性质和应用。
在材料科学研究中，多孔材料的研究已经成为重要的领域之一。
许多研究者都在探索多孔材料的性质与结构之间的关系。
本文将讨论多孔材料的特性，包括力学性能、热传导性能、声学性能和吸附性能等，并探究多孔材料中各种结构特性对这些性质的影响。
一、概述多孔材料具有广泛的应用领域，如化学、生物、材料、能源等。
它们可以具有许多独特的性质，例如高比表面积、优异的吸附和分离能力以及独特的力学性质。
在这些性质中，多孔材料中的结构是非常重要的因素之一。
本文将重点探讨多孔材料中结构与性能之间的关系。
二、力学性能多孔材料在力学性能方面具有其它材料所不具备的优点。
它们可以在低密度和轻质的情况下获得高强度和刚度。
这是因为多孔材料的骨架可以在整个结构中承担荷载，而不是仅仅依靠表面的材质。
多孔材料的结构特点和孔隙度对其力学性能有很大的影响。
由于材料的质量局限，许多研究者已开始研究如何提高多孔材料的力学性能。
通过对多孔材料中的结构进行优化和改进，可以提高其力学性能的同时减轻其质量，为多孔材料的应用提供更大的可能性。
三、热传导性能多孔材料中的结构对于热传导的影响也是非常显著的。
多孔材料的热传导性质常常被视为一个重要的性质。
多孔材料的热传导性质取决于孔隙结构、孔隙分布和孔隙大小等因素。
在这些因素中，孔隙结构是影响热传导的重要因素。
孔隙的形状和大小不仅影响材料内热传导的路径和强度，而且还影响边界热传导的过程。
在多孔材料中，小孔隙的尺寸往往会导致更好的热绝缘效果。
对于这种多孔材料结构，可以通过控制孔隙的大小和形状，以及优化孔隙分布，来提高多孔材料的热传导性能，从而适应一系列应用需求。
四、声学性能多孔材料的声学性能在许多领域得到了广泛的应用。
例如空调器的降噪、汽车内饰的降噪、人声扩音和录音室等。
多孔材料结构的特殊性质可以使其在吸声和隔声方面具有独特的优势。
多孔LiOH孔隙特征及CO2流动特性数值模拟
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多孔介质中颗粒——流体耦合运动机制
多孔介质中颗粒——流体耦合运动机制随着科技的不断发展，多孔介质在工程领域中的应用越来越广泛。
多孔介质是指由孔隙和实质组成的，具有一定孔隙率和孔径分布的材料。
多孔介质的组成形式多样，可以是固体、液体或气体，如砂土、岩石、泡沫塑料等。
多孔介质中的颗粒是其中的一种物质，它与流体之间的相互作用是多孔介质中的重要运动机制之一。
多孔介质中颗粒的运动机制可以分为两种类型：一种是单一颗粒的运动，另一种是多颗粒的集体运动。
单一颗粒的运动是指当颗粒在多孔介质中运动时，其运动状态只与自身的物理属性有关。
多颗粒的集体运动则是指当多个颗粒在多孔介质中运动时，它们之间的相互作用会影响彼此的运动状态。
这两种运动机制都与流体的运动有关。
在多孔介质中，颗粒与流体之间的相互作用主要有两种形式：一种是颗粒直接与流体之间的相互作用，另一种是颗粒之间的相互作用通过流体传递。
颗粒直接与流体之间的相互作用通常是通过颗粒的表面与流体之间的接触而产生的，这种相互作用可以分为两种类型：一种是颗粒与流体之间的摩擦力作用，另一种是颗粒与流体之间的阻力作用。
颗粒之间的相互作用通过流体传递通常是通过流体中的压力和速度的变化来实现的。
当流体通过多孔介质时，它会受到多孔介质中颗粒的阻碍，从而产生一定的阻力。
这种阻力会使流体的速度降低，从而产生一定的压力。
同时，颗粒之间的相互作用也会影响流体的运动状态。
当多个颗粒在流体中运动时，它们之间会产生一定的摩擦力和阻力，从而影响彼此的运动状态。
这种相互作用可以导致颗粒的聚集和分散，从而影响多孔介质中的渗透性和孔隙率等物理性质。
多孔介质中颗粒与流体之间的相互作用是多种物理现象的综合体现，它涉及到流体力学、固体力学、热力学等多个学科的知识。
在多孔介质工程应用中，对于这种相互作用的研究具有重要的意义。
通过对于多孔介质中颗粒与流体之间的相互作用的研究，可以探索多孔介质中的渗透性、渗流规律、孔隙率等物理性质，从而为多孔介质的工程应用提供理论基础。
泡沫铜内空气流动特性的研究
泡沫铜内空气流动特性的研究郭芳芳;张洪涛【摘要】泡沫铜内流体动力学特性对其换热性能影响非常重要.为充分利用泡沫铜的换热性能,通过实验研究了泡沫铜的孔隙率、孔密度对空气流过泡沫铜的压降、渗透系数、惯性系数、雷诺数的影响,以及雷诺数和摩擦系数之间的关系.实验结果表明压降是随着泡沫铜的孔密度的增大而增大,随着孔隙率的增大而减小;渗透系数是随着泡沫铜的孔密度增大而减小,随着孔隙率增大而增大;惯性系数则是随着泡沫铜的孔密度增大而减小,孔隙率的变化对惯性系数则影响较小;而雷诺数约为15～20以下时,摩擦系数是随雷诺数增大而增大.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)020【总页数】4页(P186-189)【关键词】泡沫铜;压降;渗透系数【作者】郭芳芳;张洪涛【作者单位】江西科技学院,南昌330098;中南大学,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TB383开孔泡沫金属是一种多孔结构的材料，具有比表面积大、比强度高以及内部孔结构复杂等特点。
流体在其内部流动能有效增加流体与固体泡沫的接触面积、增强流体的扰动，从而使换热性能明显加强。
基于上述特点，近年来开孔泡沫金属在很多领域得到广泛的应用，如催化载体、空气电池、生物材料等[1,2]。
尤其开孔泡沫金属广泛应用于制作热交换器及散热器、制备热管理器件，且泡沫铝材料应用居多。
泡沫金属用于热管理领域，主要考虑泡沫金属的比热、热膨胀系数、热导率、热震性能及流体在其中的流动特性等，同时由于铜的热导率很高，有利于热量传递与交换，因此，本文以泡沫铜材料及空气流体作为研究对象，对影响其换热性能的重要因素即流体动力学特性，做了较为系统的研究。
1 实验1.1 实验装置为了测试泡沫铜的孔密度和孔隙率对空气泡沫铜内产生压降的影响，设计了一套压降测试实验装置，如图1所示。
实验装置是结合相关文献[3—5]以及风洞设计的经验数据进行设计，装置主要由吸风系统、压降测试部分、流体流速测试部分和试验管道等部分组成。
多相流体力学中的气泡运动分析
多相流体力学中的气泡运动分析引言多相流体力学是研究不同物质组成的流体的运动行为的学科。
其中，气泡运动是多相流体力学中重要的研究内容之一。
气泡在液体中的运动行为，不仅涉及到气泡本身的形态演变和运动轨迹，还与周围液体的流动有密切关系。
本文将针对多相流体力学中的气泡运动进行详细的分析和探讨。
1. 气泡运动的基本原理1.1 气泡的形态演变气泡在液体中的形态演变是气泡运动的基本过程之一。
根据气泡尺寸和周围流体的性质不同，气泡的形态演变可以分为以下几种情况：•小尺寸气泡的形态演变：小尺寸气泡受到表面张力的影响较大，一般呈现球形。
当气泡受到外部压力影响时，表面张力将阻力气泡的形态演变，使其保持球形。
•大尺寸气泡的形态演变：大尺寸气泡在液体中的形态演变受到液体流动的影响较大。
当气泡受到流体的剪切力作用时，气泡形成扁平形状，并且有可能发生不稳定现象，如破裂或者分裂等。
1.2 气泡的运动行为气泡在液体中的运动行为受到多种力的作用，包括浮力、阻力、表面张力等。
这些力共同作用，影响气泡的运动轨迹和速度。
•浮力：浮力是气泡运动中最主要的力之一。
根据阿基米德原理，气泡受到向上的浮力，与其周围液体的密度差和体积有关。
浮力可以使气泡向上运动或者向下沉降。
•阻力：气泡在液体中运动时，会受到液体的阻力影响。
阻力的大小与气泡的速度和形状有关，一般是与速度的平方成正比。
•表面张力：气泡表面处于气液两相的界面，表面张力将影响气泡的形态演变和运动。
当气泡表面张力较大时，气泡形态更加稳定，运动速度较慢。
1.3 气泡运动的模拟方法多相流体力学中，为了模拟气泡在液体中的运动行为，研究者设计了各种数值模拟方法，包括体积力法、界面跟踪法和拉格朗日法等。
这些模拟方法基于控制方程组和界面追踪算法，可以模拟各种气泡运动情况，并得到气泡的形态演变和运动轨迹。
2. 气泡运动的应用2.1 气泡运动在工程领域的应用气泡运动在工程领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：•氨气泡运动研究在化学工程中的应用：化学反应过程中，气泡的形态演变和运动行为对反应速率和反应效果有重要影响。
流体力学中的泡沫流动研究
多相流模型将泡沫看作是由气泡和连续相组成的两相流体。该模型考虑气泡的运动和相互作用，可以更准确地描述泡沫流动。
2.3
宏观模型是研究泡沫流动的一种方法，它将泡沫看作是一个连续介质，通过一组宏观方程来描述泡沫的流动行为。
3.
研究泡沫流动通常需要进行一系列实验，以获得泡沫的物理性质和流动特性。以下列举了几种常见的泡沫流动实验技术：
1.
1.1
泡沫是由气泡组成的多孔介质，其结构可以用泡沫体积分数、气泡大小和气泡分布来描述。泡沫的结构对流体力学行为有重要影响。
1.2
泡沫的稳定性是指泡沫在外界扰动下保持形状不变的能力。泡沫的稳定性受表面张力和内部气体压力等因素的影响。
2.
2.1
泡沫流动可以被简化为单相流模型，其中将泡沫看作连续介质，忽略气泡的存在。这种模型适用于气泡浓度较低的情况。
结论
泡沫流动是流体力学领域的一个重要研究课题。通过对泡沫流动的研究，可以深入了解泡沫的物理性质和流动特性，为泡沫在不同领域的应用提供理论和实验基础。希望本文对泡沫流动的研究感兴趣的读者有所帮助。
3.1
高速摄影技术可以用来观察和记录泡沫的形态和运动过程，通过分析摄影图像可以得到泡沫的速度和变形等信息。
3.2
压力传速和阻力等参数。
3.3
流量计可以用来测量泡沫流动的体积流率，通常使用液体为介质，通过与泡沫混合来测量流量。
3.4
粘度计可以在流动过程中测量泡沫的粘度，通过粘度的变化可以获得泡沫结构的信息。
4.
4.1
在石油开采过程中，泡沫可以用于提高原油采收率和减少能耗。泡沫流动的研究可以为石油工程提供重要的理论和实验基础。
4.2
泡沫在食品加工中具有广泛应用，例如奶油、蛋糕和面包制作等。研究泡沫的流动行为可以优化食品生产过程，提高产品质量。
泡沫在多孔介质中的生成过程和形态研究
泡沫在多孔介质中的生成过程和形态研究耿小烬;罗幼松;牛佳玲;王德虎;范洪富【摘要】通过高温高压泡沫驱系统,模拟了油藏压力条件下泡沫在多孔介质中的生成过程,并借助于高温高压观察窗和CCD摄像装置对泡沫生成过程和形态进行观察.泡沫在多孔介质中的生成具有周期性,每个周期包括生成封堵、开始运移、稳定运移和结束4个阶段;多孔介质结构影响发泡器两端压差的形成,从而影响泡沫的生成,压差适中时泡沫生成好,兼具封堵和运移的能力,压差过小时不能生成很好的泡沫,压差过大时泡沫全部被封堵在发泡器中,不能进入岩心发挥作用.不同压力、气液比对泡沫形态的影响较大,压力增高时泡沫变小,在最优气液比时生成泡沫形态最好.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(014)005【总页数】7页(P62-68)【关键词】泡沫驱;泡沫形态;生成;运移【作者】耿小烬;罗幼松;牛佳玲;王德虎;范洪富【作者单位】中国地质大学(北京),北京100083;中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室,北京100083;中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京),北京100083;中国地质大学(北京),北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE357.46泡沫的生成和形态是进一步研究泡沫在多孔介质中渗流规律和驱油机理的基础，是泡沫驱研究首先要面对和解决的问题。
Chambers and Radke、Mast、Owet等人通过微观模型研究确定出泡沫在多孔介质中生成的微观机理——截断、分断、遗留［1-3］。
Rossen等［4］人通过实验研究认为泡沫在多孔介质中的生成与压力梯度和气体速度有关，认为泡沫的生成需要一个最小的压力梯度或气体速度，称为临界压力梯度和临界气体速度。
Gauglitz等［5］人将泡沫的生成定义为压力梯度突然增加或者气体流速突然降低的一个过程，并根据压力梯度和气体流速的变化将泡沫生成分为三种状态——粗泡沫状态、强泡沫状态、粗泡沫和强泡沫之间的中间状态。
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多孔结构中汽泡运动行为特性首都师范大学附属中学王志昊指导教师: 彭晓峰教授段远源教授王珍博士清华大学相变与界面传递现象实验室摘要多孔结构内的沸腾传热因具有传输能力高、换热温度小、高热流密度和高临界负荷等突出特点，广泛应用于机械、能源、环境和化工等领域。
但多孔结构空间的复杂性及其特殊性，使其内部沸腾现象呈现出了一些不同于大空间沸腾的现象和过程，同时由于其复杂性和特殊性，也给研究其内部沸腾传热增加了难度。
本文利用可视化实验技术，通过高速图像采集系统拍摄了多孔球层结构内部的汽泡行为，观察研究在低热流密度的条件下的汽泡的单个汽泡行为，以及在高热流密度的条件下，汽泡之间会产生相互间作用，包括汽泡合并、挤压、撕裂等现象。
同时观察研究多孔结构中汽泡的穿越特点。
关键词：多孔结构沸腾汽泡一、研究背景多孔结构内的沸腾传热因具有传输能力高、换热温度小、高热流密度和高临界负荷等突出特点，广泛应用于机械、能源、环境和化工等领域，同时已成为电子器件冷却、航空航天器件和系统以及MEMS（微型电子机械系统）系统热控制与管理等高科技应用中的关键性技术手段。
目前，微电子与其它相关系统内部件等的热强度或热流密度很大，而且还在持续增长。
1990年双级芯片的表面热流密度为15W／cm2，据估计在2010年将达到110 W／cm2或更高。
狭小空间内的热量如果不能及时散失，元件就可能失效，甚至造成整个系统崩溃。
有资料表明，半导体元件温度在70～80ºC的基础上每升高1ºC，元件的可靠性就下降5％。
传统的冷却技术很难将系统的高热量迅速散失出去。
近年来的研究表明，多孔结构对强化沸腾换热非常有效。
按照经典的核化理论，对于一定的沸腾液体和加热表面材料性质，在凹穴中形成汽泡所需要的核化能最少，有利于在较低表面过热度下形成高热流沸腾传热形态。
多孔表面和多孔介质孔隙结构特性恰好为核化沸腾提供这种基本的条件。
同时，受限空间内的汽泡聚合、脱离和流动特性也对沸腾换热起到很大强化作用。
有数据表明，多孔内的沸腾换热系数是一般平滑表面10倍，沸腾临界热负荷可提高80%左右。
有关多孔材料内的传递现象、界面作用和孔隙结构物性的相互耦合作用的研究，对于理解多孔内的核化、界面效应、汽泡之间的相互作用、汽泡周围的流动等都有着重要意义。
本文利用可视化实验技术，通过高速图像采集系统拍摄了多孔球层结构内部的汽泡行为，观察研究在低热流密度的条件下的汽泡的单个汽泡行为，以及在高热流密度的条件下，汽泡之间会产生相互间作用，包括汽泡合并、挤压、撕裂等现象。
同时观察研究多孔结构中汽泡的穿越特点。
二、实验系统2.1 实验装置本文利用可视化实验技术，通过高速图像采集系统拍摄了多孔堆积球层结构中的汽泡行为特性及汽泡间相互作用。
实验系统如图2.1所示，包括可视化实验段，加热系统以及采集系统。
图2.1 实验系统2.1.1 可视化实验段实验段采用了一敞口玻璃容器，其底部为紫铜板，四周壁面为石英玻璃，如图2.2所示。
图2.2 玻璃容器多孔结构中的孔道一般不是直通孔，透光性很差，为了清晰地拍摄出多孔结构内的汽泡活动，要求多孔结构具有一定的透光性。
为此，选择了透明的玻璃球粒作为多孔层的组成颗粒，玻璃球粒的直径已有生产厂家标定。
同一直径的玻璃球自由平铺在容器底板上，形成堆积球层。
整个容器内充满实验工质，工质液面要求高于堆积球层的高度。
2.1.2 加热系统加热件是本实验系统的核心部件，它应满足如下要求：1.结构紧凑，和容器底板接触良好2.达到功率要求，且耐高温为了使加热件与容器底板良好接触，减少接触热阻和热损失，本实验设计将玻璃容器嵌入黄铜板内，然后将黄铜板与加热块紧固。
为了保证黄铜块与加热块间的紧密接触，在加热块上表面和黄铜板下表面涂抹导热硅脂(如图2.3所示)。
2.2 采集系统实验中采集系统主要包括图像采集系统和温度数据测试系统。
图2.3 加热系统2.2.1 图像采集系统实验借助带有光学放大镜头的CCD 摄像机来拍摄多孔结构孔道内的汽泡行为，并将图像资料直接传输给电脑处理，然后通过显示屏就可以实时观察到孔道内的汽泡活动。
由于本实验所采用的CCD 摄像头具有较强的感光性，故直接采用高瓦数照明光源作为拍摄光源。
实验中紧挨着容器放置一强光源来提供CCD 摄像头拍摄所需光线。
可视化手段对多孔结构狭窄通道内的汽泡活动的观察是一种行之有效的方法，但也有局限性。
CCD 摄像头只能拍摄到紧贴玻璃板的多孔结构内的汽泡活动，不能穿透到多孔结构内部中心地带，那些区域的现象对于摄像头来说是不可见的。
紧贴玻璃板的多孔结构外沿在孔道的几何尺寸上与多孔结构内部中央地带是有一些差异的，如图2.4所示黄铜板石英玻璃容加热块图2.4但这并不影响实验考察空间结构对汽泡活动产生的作用，因为两处孔道结构在垂直纸面方向是相似的都是渐缩—渐扩通道，只是横截面不同而已。
故两区域内汽泡的运动行为是相同的，只是汽泡横截面尺寸不同。
2.2.2 温度数据测试系统实验中温度数据主要通过热电偶测试，采用即时显示装置记录。
三、多孔球层内的可视化实验研究本论文主要观察多孔结构中气泡运动行为，关注多孔结构的存在对气泡运动形态及气泡间相互作用的影响。
实验中采用去离子水为测试工质。
3.1 实验设计实验的主要步骤如下：1、测量加热器电阻，以及接触面积。
2、组装实验台，将玻璃珠放入容器内，注水，放入热电偶。
3、连接采集系统、加热系统。
4、打开光源，调整焦距和光圈，固定CCD。
5、打开调压器，慢慢调整电压值。
6、记录相关测量数据，保存图像。
7、拆卸实验台，测量加热器电阻。
8、数据整理分析，得出结论。
3.2 基本实验特征实验中，通过带有放大镜头的CCD摄像头观察和拍摄壁面附近细观到孔隙内部的汽泡动态过程，观察区域如图3.1所示。
图3.1 实验观察区域示意图3.3 现象观察与分析3.3.1 低加热热流密度下汽泡行为图3.3.1所示为加热热流密度为20.34 kW/㎡时多孔结构中气泡运动过程。
可见低加热热流密度时，由于加热面上生成的汽泡直径较小，汽泡脱离频率较低，汽泡间相互作用并不强，大部分汽泡都以单个汽泡上升，如图中汽泡1和汽泡2所示。
同时由于多孔结构的存在，当从加热面脱离的汽泡在向上运动过程中遇到多孔结构时会被多孔结构阻拦，因此在多孔狭缝区域会形成局部的汽泡聚集，如图3.3.1(g)中方框所示。
在此区域中汽泡间碰撞几率增大，汽泡间相互作用增强，增加了汽泡合并的几率。
a.0sb.0.006sc.0.012sd.0.018se.0.024sf.0.030sg.0.036s h.0.042s i.0.048s图3.3.1低热流密度下多孔结构中气泡运动（q=20.34 kW/㎡,T l=91.6 ℃）3.3.2 较高加热热流密度下多个汽泡间的相互作用在较高热流密度下，加热面生成的汽泡直径变大，由于多孔结构的存在，汽泡在向上运动过程中会受到玻璃珠壁面的作用发生变形，如图 3.3.2（a）中汽泡3所示。
同时由于加热热流密度增大，气泡脱离频率增大，狭缝区域会停留更多的汽泡，汽泡间相互作用增强，因此多个小汽泡将会相互结合，形成大汽泡。
此时由于形成的大汽泡尺寸相较周围玻璃球间孔隙大很多，导致汽泡无法正常穿越。
同时加热壁面继续生成大量汽泡。
这样就会在狭小空间内同时存在多个大汽泡，如图3.3.2所示。
大汽泡间相互作用的结果会出现两种情况：1. 当玻璃球壁面对汽泡的阻力比汽泡间的相互作用力小时，前面的汽泡(图3.3.2(a)中汽泡1)被后面汽泡(图3.3.2(a)中汽泡2)挤压，前面汽泡发生形变，从狭缝中穿越过粗气，运动到临近的狭缝空间中，如图3.3.2（g ）。
a.0sb. 0. 01sc. 0.02sd. 0.03se. 0.04sf. 0.05sg. 0.06sh. 0.07si. 0.08s图3.3.2 高加热热流密度下汽泡运动及相互作用（q =28.93 kW/㎡,T l =97.5 ℃） 2. 当玻璃球壁面对汽泡的阻力比汽泡间的相互作用力大时，前面的汽泡（图3.3.2(a)中汽泡2）在后面汽泡(图3.3.2(a)中汽泡3)作用下同样发生形变，但是由于此时汽泡直径较之前的汽泡（图3.3.2(a)中汽泡1）大一些，汽泡突破狭缝更加困难，此时汽泡间相互作用达到了汽泡间合并的壁垒，因此两汽泡1穿越狭缝个汽泡将会在此空间内进行合并。
由以上实验观察可以发现，因为多孔结构的存在，当汽泡的尺寸与狭缝穿越阻力（狭缝最小尺寸大小）间比例不同时，汽泡间相互作用的结果会存在不同的结果。
3.3.3 高加热热流密度下的汽泡撕裂行为a.t=0sb.t=0.004sc.t=0.008sd.t=0.012se.t=0.016sf.t=0.020sg.t=0.024sh.t=0.028si.t=0.032s图3.3.3高热流密度下的汽泡撕裂行为（q =41.65 kW/㎡,T l =103.8 ℃）加热热流密度进一步升高，加热壁面生成的汽泡体积变大，脱离频率加快，断裂处汽泡1汽泡2同时汽泡间合并越来越频繁，所以会产生直径很大的汽泡。
当汽泡体积超过所处孔隙的大小，汽泡就会向狭缝方向发展，穿越狭缝。
在穿越的过程中由于周围玻璃球之间供汽泡穿越的孔隙较小，将会导致汽泡在玻璃球之间的位置被拉抻(如图3.3.3所示)。
当当汽泡被拉抻处的汽泡宽度小于某一临界值时，汽泡将会发生断裂，分裂成两个独立的汽泡，穿越过狭缝的汽泡和残留在当前狭缝内的汽泡，如图3.3.3(i)中汽泡1和2。
3.3.4 汽泡穿越狭缝的方向性a.t=0sb.t=0.012sc.t=0.024sd.t=0.036se.t=0.048sf.t=0.060sg.t=0.072s h.t=0.084s i.t=0.096s图3.3.4 汽泡穿越狭缝的方向性（q=50.15 kW/㎡,T l=100.9 ℃）高加热热流密度时，加热壁面产生更多的大汽泡，而这些大汽泡开始向上运动时可能会同时穿越多个狭缝。
，此时因为各个狭缝所产生的壁垒不同，汽泡穿越行为会产生明显不同。
当各个狭缝的穿越壁垒相近时，大汽泡穿越这些狭缝的行为是一致的，即汽泡会同时穿越具有相同壁垒的狭缝，如图 3.3.4（c）中箭头所示的4个狭缝。
对于大汽泡而言，以上4个狭缝的突破壁垒相当，因此当汽泡穿越以上狭缝时呈现同时性。
汽泡会沿着以上狭缝方向同时向外延展。
但当大汽泡穿越至某一狭缝时，该狭缝的突破壁垒相对其他狭缝低很多时，汽泡就会从该狭缝方向穿越，而不会从其他方向穿越。
同时由于该方向的壁垒较低，汽泡会全部都从该狭缝方向穿越多孔结构，即之前从其他狭缝穿越通过的部分会收缩，并全部从此狭缝穿越，呈现穿越的单向性，如图3.3.4(e)中间头所标识的狭缝。
通过汽泡穿越过程发现，相对于其他相同时刻汽泡要穿越的狭缝，该狭缝的穿越壁垒更低，因此汽泡会优先从此狭缝穿越，而同时汽泡的其他部分会收缩(如图3.3.4(f-h)中箭头所示)，并全部从此狭缝穿越。