密度波不穩定性是指沸騰流道受到干擾後，若蒸發率發生周期性變化，即空泡份額發生周期性變化，導致兩相混合物的密度發生周期性變化。隨著流體流動，形成周期性變化的兩相混合物密度波動傳播。
基本介紹
- 中文名：密度波不穩定性
- 原理：沸騰流道內空泡份額變化
- 變化：空泡份額發生周期性
- 也稱為：流量—空泡反饋不穩定性
簡介：
沸騰流道受到干擾後，若蒸發率發生周期性變化，即空泡份額發生周期性變化，導致兩相混合物的密度發生周期性變化。隨著流體流動，形成周期性變化的兩相混合物密度波動傳播，稱為密度波(或空泡波)不穩定性，。
詳細內容：
．影響到提升、加速和摩擦壓降以及傳熱性能。不變的外加驅動壓頭影響流通進口流量，形成反饋作用。流量、空泡(或流體的密度)和壓降三者配合不當，便會引起流量、密度和壓降振盪，一般發生在沸騰流道的內部特性曲線的正斜率區和入口液體密度與出口兩相混合物密度相差很大的工況。現以受恆熱流加熱、出口具有恆壓降的節流阻力件的沸騰流道為例，說明密度波不穩定性機理。
受恆熱流加熱的流道，蒸氣產生率為一不變值。通過阻力件的流體體積流量與混合物流體的密度以一定冪成反比(例如單相流體呈Pl”)。若為單相流體，則體積流量較小，出口流速小，在流道內停留時間長，蒸氣產生量大。一旦液塊通過阻力件，密度低的兩相混合物或蒸氣到達，流速變大，伴隨流入沸騰管內的流體通過蒸發管也快，因而蒸發量小。當低密度混合物通過阻力件後，高密度的液塊又到達阻力件，循環重新開始。流體密度周期性變化是形成密度波不穆定性的主要原因。無集中阻力件的兩相流動系統也有可能發生這種不穩定性。
密度波不穩定性的振盪周期與流體流經加熱流道的時間有關。約為其1-2倍。一般是低頻振盪，頻率通常小於1Hz。密度波傳播時間與流體流經加熱流道時間之間的差異，有可能使加熱流道的壓降與人口流量問的振盪變化發生延遲效應和時間滯後效應。在一定的邊界條件(即一定的流道幾何條件，加熱壁物性，流量，入口流體焰相加熱熱流密度)下，可使加熱流道人口流量擾動與出口壓力脈動的相位差為180°，固定的壓降反饋效應導致自持振盪。
受恆熱流加熱的流道，蒸氣產生率為一不變值。通過阻力件的流體體積流量與混合物流體的密度以一定冪成反比(例如單相流體呈Pl”)。若為單相流體，則體積流量較小，出口流速小，在流道內停留時間長，蒸氣產生量大。一旦液塊通過阻力件，密度低的兩相混合物或蒸氣到達，流速變大，伴隨流入沸騰管內的流體通過蒸發管也快，因而蒸發量小。當低密度混合物通過阻力件後，高密度的液塊又到達阻力件，循環重新開始。流體密度周期性變化是形成密度波不穆定性的主要原因。無集中阻力件的兩相流動系統也有可能發生這種不穩定性。
密度波不穩定性的振盪周期與流體流經加熱流道的時間有關。約為其1-2倍。一般是低頻振盪，頻率通常小於1Hz。密度波傳播時間與流體流經加熱流道時間之間的差異，有可能使加熱流道的壓降與人口流量問的振盪變化發生延遲效應和時間滯後效應。在一定的邊界條件(即一定的流道幾何條件，加熱壁物性，流量，入口流體焰相加熱熱流密度)下，可使加熱流道人口流量擾動與出口壓力脈動的相位差為180°，固定的壓降反饋效應導致自持振盪。
