两层流体热毛细对流空间实验研究

Abstract

1999年，在我国实践5号卫星上完成了两层流体空间实验，实验研究两层不相混合流体的纯Marangoni对流（温度梯度与界面垂直）与热毛细对流（温度梯度方向与流体界面平行）。前者存在发生Marangoni对流的最小临界温差值ΔTc，低于该值流体系统处于静止状态；后者中只要存在沿界面的温度梯度便会产生热毛细对流。空间实验采用石蜡和氟化 液两层流体新体系，实现了平整的液－液交界面，并从卫星上传回上万幅数字图像 。通过多幅图像叠加处理得到了定量的流速场。数值模拟计算分析了相应工况时对流流动的速度场，两者的流场结构和速度大小基本一致，实验验证了理论模型。