沸腾传热 — CAE术语解说

本质差异是「伴有相变」。普通对流（单相流）只是液体传递热量，而沸腾则利用液体变为气泡时的潜热（汽化热）。对于水，汽化热为2260 kJ/kg——这就是为什么沸腾能达到单相对流10～100倍热流量的原因。

能的！数据中心的浸没冷却就是例子。把电路板浸在特殊液体中，CPU发热使液体沸腾——用汽化热来冷却。原子反应堆的冷却剂沸腾也用同样原理。还有，核沸腾→膜沸腾的过渡（临界热流，CHF）一旦超过，冷却效率反而会急剧下降，很危险。

用Nukiyama曲线（核山曲线）来整理就清楚了。墙面的过热度（$\Delta T$）较小时为「核沸腾」——气泡从墙面产生并飞出。这是高效的传热模式。$\Delta T$太大则变为「膜沸腾」——整个墙面被气泡膜覆盖，传热大幅下降。两者之间还有不稳定的「过渡沸腾」。

确实很难。用CFD处理时，RPI壁沸腾模型（Rensselaer Polytechnic Institute model）是代表性方法。气泡的核生成密度、气泡直径、脱离频率要作为子模型嵌入。Ansys Fluent和Star-CCM+都有实现。但精度验证需要谨慎地与实验对比。

正是。特别是电动汽车快速充电冷却和半导体制造设备的热管理，沸腾冷却应用研究很活跃。「如何安全地预测和利用核沸腾」这个CAE的作用非常重要。