在核动力装置设备中经常会发生两相流动现象,对于核电厂设备而言两相流中气相的主要存在形式为汽泡;另一方面,核反应堆堆芯中燃料包壳温度过高会发生沸腾换热现象,而泡核沸腾换热的传热量比单相液体时更大就是因为汽泡的存在,增强了冷热流体之间的对流换热。因此,为了揭示沸腾换热机理以及保证核反应堆的安全运行,对于沸腾工况下汽泡的生长特性进行研究是十分必要的。本文主要对大容积池沸腾工况下的汽泡行为进行实验研究,根据实验所得的汽泡基本参数分析外部边界条件对汽泡生长规律产生的影响,并对汽泡脱离壁面核化点时的尺寸进行了统计分析。搭建了沸腾工况下汽泡可视化研究实验平台,用于模拟池沸腾现象的实验水箱的尺寸为250×150×300 mm,实验时的液体工质采用去离子水,实验过程中始终让水箱中的水保持一定的过冷度,使实验条件为过冷沸腾工况,汽泡由水箱底部的导电加热装置产生,高速摄影仪置于水箱正面用于拍摄记录汽泡的生长运动行为,通过图像处理软件对汽泡图像数据进行处理,能够得到研究需要的汽泡基本参数。概括介绍了泡核沸腾的几种假设模型,给出了适用于本文实验研究工况的汽泡的脱离直径预测的力平衡模型。对比其他学者实验结果对本文研究的实验台的可行性进行了验证。并对实验研究中得到的汽泡脱离直径数据进行了统计分析,发现相同工况下同一核化点生成的汽泡的脱离尺寸并非固定值而是在一定范围内波动,这种波动会随着壁面热流密度的增加而减小,多数汽泡的脱离直径介于0.2~0.3mm之间。根据实验数据研究壁面热流密度对汽泡生长规律的影响。研究表明,随着壁面热流密度的增加,汽泡的生长速率加快,生长周期缩短,相同工况下同一核化点处生成的汽泡稳定性更好,核态沸腾状态更加稳定。根据实验数据研究液体过冷度对汽泡生成现象的影响。研究发现,液体过冷度的增加会导致相同工况下同一核化点生成的汽泡的尺寸的随机性增加。在实验过程中还观察到了汽泡的冷凝和聚合现象,通过研究发现发现这两种现象分别与液体过冷度和壁面热流密度有关。此外,在研究过程中还发现汽泡所能达到的最大直径主要受汽泡的初始生长速率影响;汽泡的尺寸越大,其做浮升运动时竖直方向的速率越快等。