蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)界面行為及壓力振蕩研究進(jìn)展

張 東，馬坤茹，李樹謙，張強(qiáng)武，侯娜娜

(1.河北科技大學(xué) 建工學(xué)院，河北省石家莊市裕翔街26號 050018；2.河北水利電力學(xué)院 土木工程學(xué)院，河北省滄州市重慶路1號 061001；3.河北水利電力學(xué)院 河北省數(shù)據(jù)中心相變熱管理技術(shù)創(chuàng)新中心，河北省滄州市重慶路1號 061001；4.滄州市儲熱及低品位余熱利用型電磁供熱技術(shù)創(chuàng)新中心，河北省滄州市重慶路1號 061001)

蒸汽直接接觸凝結(jié)(Steam Direct Contact Condensation，SDCC)是蒸汽與過冷水接觸時發(fā)生在兩相界面附近的瞬態(tài)動量和熱質(zhì)傳遞過程[1，2]，該現(xiàn)象涉及核電站抑壓水池、射流泵、海水淡化等諸多工程領(lǐng)域[3-8]。1973年Boure[9]等的研究表明，當(dāng)蒸汽通過管道入射到大池內(nèi)的過冷水時會發(fā)生直接接觸凝結(jié)現(xiàn)象，在快速冷凝過程中會伴隨系統(tǒng)的壓力瞬變，這可能對相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)完整性和安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。除系統(tǒng)瞬時壓力振蕩之外，諸多學(xué)者的研究同時表明，蒸汽直接接觸凝結(jié)還具有高效的界面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)特性，并依據(jù)汽液界面的時空演變特征將蒸汽直接接觸凝結(jié)流型進(jìn)行了分類[10，11]，較為典型的分類為穩(wěn)定凝結(jié)(Stable Condensation，SC)、間歇凝結(jié)(Chugging，C)、振蕩凝結(jié)(Condensation Oscillation，CO)、泡狀振蕩凝結(jié)(Bubble Condensation Oscillation，BCO)等[12]。

在上述提及的流型中，間歇凝結(jié)具有最不穩(wěn)定的汽液界面運(yùn)動特性，文獻(xiàn)[12]研究表明，對于蒸汽直接接觸凝結(jié)而言，在汽相質(zhì)量流量和液相溫度均較低的工況下易發(fā)生間歇凝結(jié)，期間則會發(fā)生管道出口處汽泡破裂和周圍過冷水周期性吸入并排出蒸汽管道的現(xiàn)象，這是導(dǎo)致間歇凝結(jié)與其他凝結(jié)流型相比具有最不穩(wěn)定汽液界面的主要原因。間歇凝結(jié)汽液界面的瞬態(tài)波動，一方面會導(dǎo)致流動湍流程度增加進(jìn)而強(qiáng)化熱質(zhì)交換，另一方面則會誘發(fā)系統(tǒng)壓力的瞬時劇烈振蕩，從而給相關(guān)設(shè)備和管道的安全運(yùn)行帶來不利影響[13-15]。鑒于前述原因，諸多學(xué)者對不同汽水熱工參數(shù)和蒸汽管道直徑條件下的間歇凝結(jié)進(jìn)行了研究，如表1所示。

本文中以大量學(xué)者對間歇凝結(jié)的研究為基礎(chǔ)，對間歇凝結(jié)汽液界面演變行為、發(fā)生機(jī)理、壓力振蕩特性及熱量傳遞規(guī)律進(jìn)行評述，為后續(xù)相關(guān)研究奠定一定的基礎(chǔ)。

1 汽液界面演變行為及其發(fā)生機(jī)理

1.1 汽液界面演變行為

基于可視化實(shí)驗(yàn)，諸多學(xué)者研究了間歇凝結(jié)過程中汽液界面的演變行為特征，并取得了較為豐富的成果。

Lee[25]等開展了蒸汽豎直向下射入大池的可視化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蒸汽在低質(zhì)量流量工況下出現(xiàn)3種不同的間歇凝結(jié)模式，如圖1所示。圖1(a)所示為內(nèi)部間歇凝結(jié)(Internal Chug，IC)。初始階段過冷水在豎直蒸汽管中達(dá)到一定高度后，出現(xiàn)過冷水分流的情況(t=24.8ms)，即管內(nèi)部分過冷水上升而另一部分下降，同時汽水界面開始從水平變?yōu)閮A斜。隨后上升的過冷水與管道內(nèi)壁面附著的冷水層匯合并使二者之間的蒸汽與汽柱隔離(t=29.6ms)，被分離的蒸汽泡在t=30.8ms時刻發(fā)生破裂并形成微小汽泡群繼而發(fā)生凝結(jié)(t=60.8ms)，上述凝結(jié)過程中蒸汽始終在豎直管道內(nèi)部。圖1(b)為分離汽泡式間歇凝結(jié)(Detached Bubble Chug，DBC)，與前述現(xiàn)象不同，蒸汽噴出管道后首先形成汽柱(t=26.2ms)，而后汽柱在管道出口附近相繼發(fā)生頸縮和汽泡分離現(xiàn)象(t=42.2～43.6ms)，待分離的蒸汽泡完全凝結(jié)后過冷水再次進(jìn)入豎直管(t=48.8ms)。圖1(c)為包封汽泡式間歇凝結(jié)(Encapsulating Bubble Chug，EBC)，初始階段蒸汽流出管口后立即向外擴(kuò)散并包封蒸汽管道出口(t=0～37.2ms)，汽泡達(dá)到最大后過冷水對汽泡底部的沖擊增大(t=51.2ms)，繼而加速冷凝直至汽泡潰滅(t=66ms)。

(a)內(nèi)部間歇凝結(jié)(Internal Chug，IC)

(b)分離汽泡式間歇凝結(jié)

(c)包封汽泡式間歇凝結(jié)(Encapsulating Bubble Chug，EBC)圖1 間歇凝結(jié)的運(yùn)動行為[25]Fig.1 Motion behavior of chugging

Youn[20]等通過可視化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蒸汽泡和過冷水順序經(jīng)歷汽泡增大(t=100～140ms)、減小(t=140～150ms)以及過冷水進(jìn)入管道(t=150～155ms)等過程，如圖2所示。然而從其可視化圖像中并未發(fā)現(xiàn)汽泡分離的現(xiàn)象。

(a)100ms (b)140ms

(c)150ms (d)155ms圖2 間歇凝結(jié)汽液界面變化的時間歷程[20]Fig.2 Time history of gas liquid interface variation with chugging

Pellegrini[22]等通過實(shí)驗(yàn)觀察到圖3所示間歇凝結(jié)現(xiàn)象，汽泡在增長期間是透明的且歷時略多于100ms(t=730～846ms)，而潰滅歷時約20ms(t=843～865ms)。增長期透明的汽泡由飽和純蒸汽組成，此時汽液界面足夠光滑且沒有明顯的表面波，在潰滅開始時期蒸汽泡透明度顯著下降(t=843ms)，其原因可能是部分蒸汽凝結(jié)后產(chǎn)生不透明的兩相霧狀微滴懸浮液，也可能是汽液界面出現(xiàn)強(qiáng)烈擾動并形成大量交叉的表面波或者微汽泡。此外，對于汽泡透明度下降的原因，也有學(xué)者認(rèn)為是汽泡破裂后形成小汽泡重疊造成的[25]。

圖3 通過高速攝影機(jī)拍攝的間歇凝結(jié)過程的圖像幀[22]Fig.3 Frames of imaging obtained through high-speed camera of chugging

BinbinQiu[24]等在直接接觸凝結(jié)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)過冷水低于60℃時會出現(xiàn)間歇凝結(jié)。如圖4所示，整個過程包括蒸汽噴射(0～2ms)、汽泡增大(2～12ms)、汽泡變形(12～13ms)、汽泡破裂(13～16ms)。此過程與圖1中的分離汽泡式間歇凝結(jié)類似，但汽泡形狀存在差異，可能是汽水熱工參數(shù)不同導(dǎo)致。

圖4 間歇凝結(jié)流型[24]Fig.4 Chugging regime

Weichao Li[23]等指出間歇凝結(jié)是汽泡形成、汽泡破裂、過冷水被吸入蒸汽管和蒸汽再次入射至過冷水等現(xiàn)象周期性發(fā)生的過程(見圖5)。根據(jù)可視化圖像可以看出，在同一個周期內(nèi)既出現(xiàn)了汽泡包封出口的現(xiàn)象又出現(xiàn)了汽泡分離的現(xiàn)象。Gregu[21]等開展了類似的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)一個周期內(nèi)間歇凝結(jié)過程與前述現(xiàn)象基本一致(見圖6)，同時發(fā)現(xiàn)冷水被吸入蒸汽管道后會導(dǎo)致管內(nèi)的蒸汽泡破碎形成大量小汽泡。

圖5 間歇凝結(jié)圖像[23]Fig.5 Condensation images

圖6 間歇凝結(jié)周期特性[21]Fig.6 Characteristic events of chugging cycle

依據(jù)間歇凝結(jié)過程中汽液界面運(yùn)動行為，Gregu[21]等構(gòu)建了流型圖，如圖7所示。由圖7可見，間歇凝結(jié)可分為輕微間歇凝結(jié)(Small Chugging，SC)和內(nèi)部間歇凝結(jié)(Internal Chugging，IC)，其中內(nèi)部間歇凝結(jié)可劃分為小包封汽泡(Small Encapsulating Bubbles，SEB)、大包封汽泡(Big Encapsulating Bubbles，BEB)、大包封伸長汽泡(Big Encapsulating Elongated Bubbles，BEEB)、非包封汽泡(Non Encapsulating Bubbles，NEB)。

圖7 間歇凝結(jié)流型圖[21]Fig.7 Chugging regime map

1.2 機(jī)理

根據(jù)學(xué)者們對間歇凝結(jié)行為的分析，就整個周期內(nèi)的汽液界面演變過程而言，大致可以分為5個典型階段，分別為汽泡增長、汽泡破裂、過冷水被吸入蒸汽管、管內(nèi)凝結(jié)和蒸汽噴出管道。汽水界面的演變過程(見圖8)是蒸汽質(zhì)量流量和蒸汽凝結(jié)速率之間的不平衡所造成的。當(dāng)蒸汽剛剛噴入過冷水時，由于汽泡表面積較小使得蒸汽質(zhì)量流量大于凝結(jié)速率導(dǎo)致汽泡體積持續(xù)增大，直至凝結(jié)速率等于蒸汽質(zhì)量流量時汽泡體積達(dá)到最大。汽泡破裂的根本原因是汽泡表面受力的不穩(wěn)定性促使汽液界面面積急劇增加，從而提高了汽水熱質(zhì)傳遞速率并加速汽液界面的無序擾動。Ueno[19]等給出了與上述蒸汽泡破裂類似的觀點(diǎn)，即當(dāng)汽泡體積最大時汽相與液相之間的傳熱傳質(zhì)增強(qiáng)，汽泡表面先出現(xiàn)微小擾動相繼產(chǎn)生劇烈波動而發(fā)生破裂。

圖8 間歇凝結(jié)概形[26]Fig.8 Chugging scheme

至于過冷水吸入支管以及蒸汽再次噴出的主要原因是汽泡破裂后迅速凝結(jié)導(dǎo)致管道出口處的壓力瞬降，繼而周圍的過冷水流向蒸汽管道內(nèi)部并上升至一定高度；汽液界面在管道內(nèi)部上升階段，凝結(jié)速率高于蒸汽入口質(zhì)量流率，致使過冷度足夠大的冷水能夠快速冷凝管道內(nèi)的蒸汽，直至界面處的冷水被加熱的足夠高時，凝結(jié)速率下降后蒸汽再次從管道內(nèi)部噴出。

2 壓力振蕩

間歇凝結(jié)過程中，汽泡破裂處壓力瞬變使液體加速，從而導(dǎo)致周圍結(jié)構(gòu)承受較高的動力荷載，例如在管道中以瞬時水錘的形式出現(xiàn)或者蒸汽通入大池時發(fā)生的周期性振蕩[27]。這會影響相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，特別是當(dāng)其頻率與設(shè)備的固有頻率相同或接近時極易導(dǎo)致設(shè)備損壞。只有對間歇凝結(jié)壓力產(chǎn)生機(jī)理、振蕩頻率、振幅以及基于快速傅里葉變換(Fast Fourier trans form，F(xiàn)FT)的頻譜分析等多方面進(jìn)行研究，才能更好地理解間歇凝結(jié)誘發(fā)的壓力振蕩并指導(dǎo)實(shí)際工程。

圖9描述了間歇凝結(jié)的汽羽、管道出口處壓力以及汽液界面高度的變化?？梢钥闯鲈谝粋€周期內(nèi)壓力瞬變通常以負(fù)峰開始，而后進(jìn)行正弦振蕩且其幅度逐漸減小。壓力負(fù)峰值出現(xiàn)時間較汽液界面達(dá)到最低點(diǎn)的時刻有一定的延遲，表明該峰值極有可能是蒸汽泡體積達(dá)到最大繼而破裂后所致；第二個壓力負(fù)峰發(fā)生時汽液界面高度高于零米刻度線，表明該時刻發(fā)生了管道內(nèi)部間歇凝結(jié)。另外還有研究表明，間歇凝結(jié)的汽液界面運(yùn)動會導(dǎo)致系統(tǒng)聲波和機(jī)械載荷振蕩，如圖10所示。

圖9 間歇凝結(jié)現(xiàn)象的描述[28]Fig.9 Description of chugging phenomenon

圖10 水動力加載機(jī)理[28]Fig.10 Mechanism of hydrodynamic loading

Aya[13]等實(shí)驗(yàn)研究了蒸汽入射至大池的間歇凝結(jié)壓力振蕩頻率，發(fā)現(xiàn)其具有頻率低、振幅高的典型特征，且壓力幅值隨過冷度增加而增大。此外，研究表明壓力振蕩頻率隨蒸汽管道數(shù)量的增加和集箱容積的減小而增大，而蒸汽管的淹沒深度對壓力頻率和振幅的影響相對而言較小。

Chong等[16]對蒸汽自水平管噴入大池內(nèi)的間歇凝結(jié)過程進(jìn)行了研究并獲取了管道和大池的壓力波動信號，見圖11。圖11(a)為間歇凝結(jié)的冷凝行為，圖11(b)為與之所對應(yīng)的在管道出口水平左向52mm的管道內(nèi)壁處壓力波動信號，圖11(c)為管道出口水平右向52mm處的大池內(nèi)水的壓力波動信號。

(a)間歇凝結(jié)的冷凝行為

(b)管道壁上的壓力波動信號

(c)水箱中的壓力波動信號

t=0.081s時在大池內(nèi)出現(xiàn)較大的壓力峰值約為380kPa，其原因主要是汽泡破裂并快速凝結(jié)后產(chǎn)生較大負(fù)壓從而過冷水瞬間加速產(chǎn)生壓力峰值。此壓力傳播到管道形成小的波動，波動較小是波傳播衰減導(dǎo)致的，隨后在管道內(nèi)出現(xiàn)了一個大的壓力峰值，約為950kPa(t=0.252s)，該現(xiàn)象是由于管道內(nèi)部汽水相向運(yùn)動導(dǎo)致的水錘。在冷水冷凝作用下蒸汽區(qū)域被分離出微小蒸汽泡或者蒸汽團(tuán)，這是導(dǎo)致大池內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的主要原因。此外，研究中還發(fā)現(xiàn)不同周期下壓力振蕩不同(見圖12)，表明間歇凝結(jié)壓力波動具有一定的隨機(jī)性。

(a)管道壁上的壓力波動信號

(b)水箱中的壓力波動信號

李樹謙[29]對宏觀T型管道內(nèi)的間歇凝結(jié)進(jìn)行了深入探究，并得到豎直支管正下方處的壓力振蕩與主頻集中區(qū)域情況(見圖13)。觀察圖13(a)發(fā)現(xiàn)，間歇凝結(jié)過程中發(fā)生壓力瞬降現(xiàn)象，其原因是過冷水中的汽泡破裂后瞬間凝結(jié)進(jìn)而導(dǎo)致壓力下降。此外，由圖13(b)還可知，整個間歇凝結(jié)過程中壓力振蕩主頻主要集中于低頻區(qū)(1.6-6Hz)。造成該現(xiàn)象的主要原因是，蒸汽及過冷水分別在主管和支管內(nèi)停留時間較長，繼而使得間歇凝結(jié)過程中汽羽周期延長，從而導(dǎo)致壓力振蕩頻率降低。

(a)時域信號(Time-domain signal )

(b)頻域信號(Frequencydomain signal)圖13 間歇凝結(jié)壓力特性曲線[29]Fig.13 Characteristic curve of pressure at chugging

Youn[20]等對不同管徑下蒸汽入射至大池內(nèi)的間歇凝結(jié)過程進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)間歇凝結(jié)壓力脈沖的發(fā)生率為低頻(10～50Hz)，且發(fā)生率隨蒸汽質(zhì)量流量的增加而增大。當(dāng)蒸汽質(zhì)量流量升高至某一值時，壓力脈沖頻率出現(xiàn)劇增，則該值為間歇凝結(jié)過渡到其他流型的臨界值。對于6/8英寸和5/8英寸的管道，該臨界值分別在60-80kg/(m2·s)和40-60kg/(m2·s)之間。Aya[30]等利用與文獻(xiàn)[13]同樣的實(shí)驗(yàn)裝置，通過分析壓力振蕩頻率的特性對間歇凝結(jié)與其他流型邊界進(jìn)行了區(qū)分。

3 熱量傳遞

熱量傳遞是間歇凝結(jié)界面行為的一個重要特征，如圖14所示，其原理是汽液兩相界面存在溫差且在此處附近發(fā)生熱量傳遞，界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是衡量傳熱的重要指標(biāo)。

圖14 蒸汽與過冷水直接接觸間歇凝結(jié)分析模型[29]Fig.14 Analysis model of steam-water direct contact condensation at chugging

Hideki[18]等認(rèn)為，在間歇凝結(jié)過程中汽液界面的周期性運(yùn)動狀態(tài)使得界面冷水側(cè)出現(xiàn)溫度波動較大的現(xiàn)象，導(dǎo)致整個周期內(nèi)不同階段的換熱系數(shù)差距比較大。從時間或空間上得到的平均凝結(jié)傳熱系數(shù)都不能準(zhǔn)確反映換熱特性。其瞬時傳熱系數(shù)可以通過來式(1)來定義。

q=h(TS-TT)

(1)

式中：q為熱流密度，W/m2；h為瞬時傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；TS為蒸汽溫度，K；TT為熱邊界層的溫度，K。

Hideki[18]等進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)計算得到間歇凝結(jié)瞬時傳熱系數(shù)可高達(dá)2.6×106W/(m2·K)。其時間平均傳熱系數(shù)為瞬時傳熱系數(shù)的六分之一到五分之一，這主要是因?yàn)楫?dāng)過冷水被吸入支管后汽液界面?zhèn)鳠崃繋缀鯙榱?。并且將瞬態(tài)傳熱系數(shù)與Young[31]等的式(2)所算出來的傳熱系數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果相近。

(2)

Lee[32]等認(rèn)為間歇凝結(jié)汽泡表面的換熱是由內(nèi)爆過程中水的湍動在緩沖層產(chǎn)生的微小漩渦所控制，上述微小漩渦可強(qiáng)化熱質(zhì)傳遞，并理論計算了努塞爾數(shù)Nu以及時間平均的間歇凝結(jié)熱流(heat flow)：

(3)

(4)

式中：ABUB為初始汽泡的表面積，m2；h0為初始傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；Δt為汽泡破裂后直至完全凝結(jié)所需時間，s。

由于汽液界面運(yùn)動的復(fù)雜性使得難以準(zhǔn)確獲取瞬時凝結(jié)傳熱面積，而該面積是計算凝結(jié)傳熱系數(shù)的重要參數(shù)之一，這也是文獻(xiàn)[18]分析傳熱系數(shù)時只是將汽液界面假設(shè)為簡單幾何形狀的重要原因。目前，既往學(xué)者大多通過可視化實(shí)驗(yàn)獲得凝結(jié)過程汽液界面的圖像信息，再通過后處理的方式獲得汽泡的表面積[27，33，34]。

Brucher[35]等得到了在高壓情況下的空間平均凝結(jié)換熱系數(shù)，其數(shù)值約為104W/(m2·K)。G.Class[36]等揭示了汽泡表面出現(xiàn)粗糙現(xiàn)象是誘發(fā)周圍冷水劇烈冷凝沖擊(Violent condensation shocks，VCS)的主要因素，而劇烈冷凝沖擊則能夠顯著強(qiáng)化界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，研究結(jié)果同時表明，依據(jù)其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的瞬態(tài)傳熱系數(shù)與Lee[32]等的傳熱系數(shù)理論值基本一致。

除了大池內(nèi)的蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)以外，部分學(xué)者針對管內(nèi)流動冷水對汽液界面的熱量傳遞進(jìn)行了研究[37]。定性研究表明，過冷水的湍動一方面會增加汽水兩相的接觸面積，另一方面則會使蒸汽周圍的過冷水處于相對恒溫狀態(tài)，這都會強(qiáng)化間歇凝結(jié)的熱質(zhì)傳遞，然而相應(yīng)的界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關(guān)聯(lián)式未見報道。

前述研究主要集中于常規(guī)尺度的大池以及管道中，其應(yīng)用背景為核電、能源以及海水淡化等工程，而微尺度下間歇凝結(jié)高效的傳熱特性或許可以解決大功率微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS)熱集中現(xiàn)象。目前，已有研究人員提出利用微細(xì)通道內(nèi)蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)誘發(fā)的自激勵自振蕩現(xiàn)象提高流動沸騰換熱效率，以實(shí)現(xiàn)高熱流密度電子元件的高效冷卻[38-40]。侯娜娜[41]等對微細(xì)通道內(nèi)蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)界面波動受溫度的響應(yīng)特征進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)微細(xì)通道條件下蒸汽泡在間歇凝結(jié)過程中會發(fā)生多次“頸縮”和“內(nèi)爆”現(xiàn)象；此外，隨過冷水溫度升高凝結(jié)頻率總體減低。

4 結(jié)論

目前關(guān)于蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)汽液界面能質(zhì)輸運(yùn)與壓力波機(jī)制等的相關(guān)研究較多，但鑒于間歇凝結(jié)具有相變、強(qiáng)湍流和界面多尺度等瞬態(tài)特性，相關(guān)的機(jī)理仍在完善過程中。本文中對宏觀尺度下大池及管道內(nèi)蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)汽液界面演變、壓力振蕩和界面熱量傳遞規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，同時針對近年來微細(xì)尺度條件下間歇凝結(jié)的研究進(jìn)展做了簡要評述。

間歇凝結(jié)汽液界面演變行為的研究相對較多，諸多研究表明對于一個周期內(nèi)的汽液界面行為而言，其典型過程可分為汽泡形成、汽泡破裂、過冷水進(jìn)入蒸汽管、管內(nèi)凝結(jié)和蒸汽再次噴出，并且現(xiàn)有研究表明上述演變過程是由蒸汽的質(zhì)量流量與凝結(jié)速率之間的不平衡所導(dǎo)致的。

間歇凝結(jié)壓力振蕩所產(chǎn)生的沖擊載荷與汽液界面的波動密切相關(guān)，該壓力振蕩具有頻率較低且振幅較大的特點(diǎn)；就熱量傳遞而言，已有研究者針對某種特定情況下的界面凝結(jié)傳熱系數(shù)進(jìn)行求取，但是由于間歇凝結(jié)具有強(qiáng)瞬時性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，使得不同工況下的傳熱系數(shù)的不同，甚至同一工況不同時刻的傳熱系數(shù)也有較大差異，后續(xù)需要對間歇凝結(jié)進(jìn)行更為深入的研究，揭示由于凝結(jié)動力不穩(wěn)定導(dǎo)致連續(xù)相界面破碎的傳熱機(jī)理。

從發(fā)生場所來看，間歇凝結(jié)的既往研究基本局限于常規(guī)條件下的大池和宏觀管道內(nèi)，且該現(xiàn)象由于易誘發(fā)相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)的振動因而是被抑制的對象。然而，近年來的研究表明，微細(xì)尺度條件下的蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)可用于超高熱流密度電子元件的高效散熱，從這個角度來看，該現(xiàn)象在新型散熱機(jī)制方面發(fā)揮了積極作用。目前，關(guān)于微細(xì)尺度條件下蒸汽直接接觸間歇凝結(jié)相界面運(yùn)動、壓力振蕩和熱質(zhì)傳遞等的研究鮮有報道，隨著高熱流密度電子元件應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)拓展，這可能成為后續(xù)研究的熱點(diǎn)之一。