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闪蒸在海水淡化、余热回收、蒸汽蓄热器以及低温制冷领域得到广泛的应用,加强闪蒸实验研究,不仅能够更加深入了解闪蒸内部机理,而且可以为闪蒸的工业化应用进一步推广提供理论支撑。本文改进了一个新型的适用于中高压以及真空工况下闪蒸实验系统,该系统采用高速摄像机组成的观测系统观察记录闪蒸的全过程,利用在整个闪蒸室内空间垂直布置的高精度温度传感器测量汽液空间温度分布,数据采集系统实时测量记录闪蒸实验过程中温度和压力数据。本文采用蒸馏水进行了常压一真空工况下闪蒸实验,实验条件如下:初始水温55～97℃,过热度2～45℃,初始水位高度400mm～500mm,压差24～89kPa,根据高速摄像机拍摄记录的闪蒸图像进行分析,探讨了闪蒸过程中剧烈汽化现象的原因并对闪蒸现象的特征参数包括传播深度和闪蒸波速进行定量研究分析,拟合得出初始条件对特征参数的经验公式,同时利用图像灰度分析方法对闪蒸过程图像进行处理,研究了闪蒸图像平均灰度值和初始温度,过热度和初始水位之间的关系,得到闪蒸灰度均值下降速率随过热度和初始温度的增大而变快,而初始水位的变化对其影响不大。从图像分析角度验证了关于初始条件对特征参数的影响规律,为进行闪蒸过程可视化研究提供了一种新的研究思路。本文还研究了初始条件对闪蒸过程特征参数—非平衡分数NEF的影响规律,包括初始水温、初始水位高度和过热度的影响。并利用曲线积分的思想对NEF随时间变化曲线进行拟合积分处理,提出了定量描述闪蒸整个过程的参数—闪蒸系数,并对不同初始条件下闪蒸系数的变化规律进行了研究,发现闪蒸系数随初始温度和过热度的增大而减小,初始水位的变化对其影响甚微。通过安装在闪蒸室内的多点热电偶,分析研究了闪蒸室内温度场垂直分布特征,发现闪蒸室内汽液空间出现明显的温度分层现象,尤其是汽液界面处温度变化呈现和汽、液空间温度变化均不相同的变化趋势,并对初始条件对水体温度的影响进行研究。同时对不同初始温度和不同初始水位下,闪蒸过程中压力的变化进行了研究,得到初始温度越小,压力下降越快的规律。本文基于传热传质机理阐述了闪蒸过程内部变化规律,并定量研究了初始条件对其影响规律,为闪蒸的进一步工业化应用提供了理论支撑,对解决闪蒸在实际应用中遇到的各种问题有很好的指导意义。