本文对较高压力下的矩形窄缝流道内模化工质F-12的流动沸腾换热以及起始沸腾及低过冷沸腾中的汽泡核化、汽泡生长、汽泡脱离等问题进行了高速摄像可视化研究和数值模拟，并对流道的过冷流动沸腾换热性能等问题进行了实验研究和理论分析。 首次在较高压力下，使用高速摄像手段对垂直向上矩形窄缝流道内的过冷沸腾及汽泡行为进行了可视化观察。发现由于流道狭窄，汽泡行为及相关特性等与大流道相比有很大不同，使用Bowering关系式预测过冷流动沸腾起始点时，本文提出了一与流道内的流速和压力条件紧密相关的修正系数C₁，得到了关系式C₁=10^3.736 Re_s^-0.8 Eu^-0.123，弥补了Bowering关系式中没有考虑流速和压力等因素对沸腾起始点影响的不足。 通过高速摄像可视化研究发现，在实验条件下，当汽泡处于初期生长阶段时，汽泡很小，尺寸在0.01毫米左右，首次观察到初始汽泡的壁面停留时间小于0.5ms，在壁面以小于0.1m/s的低速滑动过程中不断生长。热流密度、压力、主流过冷度、质量流速等工况参数对处于初期生长阶段的汽泡影响较大，其中热流密度最为显著，热流密度越高，沸腾越早发生；主流过冷度对汽泡行为和形态的影响较大，在保持其他参数不变的条件下，主流过冷度决定了汽泡的行为和形态。大小汽泡的运动速度不一致，小汽泡（d=0.01～0.07mm）运动速度在0.1～0.2m/s左右，而较大汽泡（d=0.1～0.3mm）的运动速度在0.25～0.7m/s左右，汽泡在10～14℃过冷度的液体中的汽泡冷凝速度为0.001～0.006m/s之间。通过高速摄像观察，发现较大汽泡聚合小汽泡的过程是汽泡从小汽泡生长为大汽泡乃至于汽层的主要形式。 实验研究了垂直向上矩形窄缝流道的沸腾换热性能，得到了关于过冷流动沸腾换热的关联式。首次使用理论分析的方法，对窄缝流道内近饱和及饱和流动沸腾的换热进行了分析，通过简化汽泡脱离点后的流动沸腾换热，得到了关于垂直矩形窄缝流动沸腾的半经验关系式Nu_H=e^6.57 Ar^1/3 Re_s^0.4359 Pr^0.3428。过冷沸腾换热系数随主流过冷度的降低而升高，随质量流速、压力升高而增加，平均沸腾换热系数随质量流速的增加而增加，与计算尺寸较大的光管和环形流道沸腾换热的Gungor关系式进行比较，其换热性能有了显著提高，沸腾换热强化因子在1.3～2.1之间。 在对窄缝流道内的流型等汽泡和汽团形态问题研究时，需要在单面加热下进 重庆大学博士学位论文行，本文首次对矩形窄缝流道单面和双面加热对流动沸腾的影响进行了研究，发现单面和双面加热对沸腾影响很大。在同样的热流密度下，双面加热时沸腾起始点处壁面过热度比单面加热条件下的要小，随着热流密度的增加，差异更加显著，在相同的断面过冷度下，单面加热开始沸腾所需要的热流密度远高于双面加热。随着流体断面过冷度的减小，二者有靠近的趋势。单面和双面加热对流道的换热能力也有较大的影响，随着热流密度的增加，平均换热系数不断增加，单面加热换热系数较双面的上升要快。在相近的工况条件时，单面加热和双面加热的汽泡的形态表现出明显的差异，在汽泡形态相似时，双面加热的主流过冷度可以更高。 通过对矩形窄缝流道内流动沸腾的数值模拟，发现汽泡生长速率与广相关，n介于0．3～0．4之间，比大流道的指数小，n的取值受加热功率及质量流速的影响。计算发现增加流速或降低加热功率，汽泡的生长速率减缓，汽泡脱离直径减小，而减小流速或增加功率则得到相反的结果。如果同时增加流速和加热功率，汽泡脱离直径变化不大。压力增加也可使汽泡生长速率减缓。比较汽泡脱离频率／与出口过冷度OTsu间的关系，发现汽泡脱离频率随OTs加的升高而降低，窄缝内的汽泡脱离频率大于大流道。 通过可视化观察、相关实验及理论分析，数值模拟等发现窄缝过冷流动沸腾换热强化的机理在于：窄缝使汽泡的形状发生变化，增加了汽液界面体积浓度，并强化了对加热壁面附近的扰动，窄缝流道内汽泡的生长速率随时间的关系发生变化，脱离频率大幅度增加等因素导致沸腾换热强化。