多孔介质是一种具有密集孔隙的材料,因其应用广泛,得到普遍的关注。其不但用于实际生产中,更成为了一种数值模拟中普遍适用的模型。但是由于其材料多为不透明材料,无法进行可视化研究,因此就其流动传热机理始终不为人们所知。而由相同粒径的玻璃球错列布置而成的多孔球层由其固定的孔隙率,清晰的可见性得到广泛的研究。沸腾换热是伴有相变的对流传热传质过程。沸腾换热的工质考虑选择由多碳醇溶液和去离子水组成的自润湿流体,这是由于其的表面张力随温度升高通常先降低而后增加,而成为热管等传热设备中的研究热点。本文以玻璃球堆积的多孔球层中孔隙作为传热通道,研究多孔介质中自润湿流体和去离子水等工质的沸腾现象及其传热特性。结果显示,自润湿流体在较低热流密度下,相同的壁面过热度产生的汽泡少于去离子水,并且玻璃球面上的汽泡堆积现象没有去离子水时明显。随着热流密度增加,高碳醇对流体表面张力的影响成为强化传热的重要因素。自润湿流体中汽泡脱离直径小于去离子水,产生的汽泡小而多,加快了加热壁面上的流体流动,较去离子水可显著强化沸腾传热。自润湿流体中醇溶液碳数目的增加也有助于强化多孔球层内部沸腾传热。研究表明,多孔介质对流换热主要发生在其与加热面相接触的部位即角缝区域,因此该处区域也成为多孔介质强化传热的研究重点。而对于对流传热研究来说,速度和温度是最为重要的两个物理量。因此对于角缝区内速度场和温度场测量成为研究多孔介质强化传热机理问题的关键所在。使用全内反射的方法得出了多孔球层角缝区域的温度场和速度场。实验发现随着与壁面距离的增加,速度呈“V”型分布,并测得了角缝区域的温度。本实验研究可为多孔介质中流体流动和传热等进一步研究提供实验基础和重要参考。