受加热水翼传热影响的空化流动实验研究

本研究通过实验研究了加热水翼的传热对空化流动的影响，以理解高热通量和高速条件下的蒸发现象。通过在铜制 NACA0015 水翼中安装氮化铝加热器，在水翼与主流之间产生温差。空化实验在东北大学流体科学研究所的高温水空化水洞中进行。在固定加热器功率为 860 W 的条件下，通过改变主流速度和压力（即空化数）来评估加热对空化流动的影响。结果表明，水翼的传热在空穴长度、空穴形态和周期性方面影响了空化流动。由于水翼温度较高，在较低速度下对空穴长度的影响更强。周期性的变化暗示加热效应降低了空化的非定常性。通过考虑来自加热壁面的传热，提出了一个修正的空化数。考虑到靠近加热水翼的流体温度受主流与水翼之间湍流对流传热的影响，推导出一个热修正项。修正后的空化数可被视为一个参数，能够以统一的表达式描述等温和加热情况下的空穴长度。