微重力下，蒸發與冷凝會有什麼改變嗎？來關注天舟一號上的組合實驗吧！

這一實驗由我國科學家首次提出。

國際上首次蒸發與冷凝組合空間實驗將在天舟一號進行。解放日報·上觀新聞記者從中國科學院獲悉，這一實驗由我國科學家首次提出，有望在此領域率先獲得科學成果和實驗技術的突破，為我國空間站兩相系統實驗櫃和流體科學實驗載荷研發奠定技術基礎。

蒸發與冷凝是自然界中普遍存在的現象，其相變傳熱過程也是物理學長期研究的經典問題。水揮發（蒸發）與降雨（冷凝）是我們地球人類生存環境維持的基本保障，這個循環過程每時每刻都受到重力引起的自然(浮力）對流的極大影響。如果在空間的微重力環境下，蒸發與冷凝會有什麼改變嗎？

蒸發液層與液滴實驗模型

冷凝實驗模型

先前歐美的空間實驗已經初步發現，空間微重力環境中的一些熱設備工作環境惡化，導致換熱效率明顯降低、使用壽命不如地面預期等技術問題。如美國空間局在2010年的「空間模型熱管」實驗中發現熱管換熱器明顯「發熱」，初步判斷是蒸發與冷凝相變過程有明顯的不同。那麼，利用相變傳熱原理設計的空調是否可以直接用於太空？如果不能，「太空空調」應怎樣設計或使用呢？想要科學準確地回答上述問題，就需要利用空間微重力環境開展空間實驗，研究空間相變傳熱的特殊現象，認識其特殊規律，進而掌握克服空間相變傳熱不利影響的新方法和新技術，用於研製能很好適用於太空環境中的熱設備。

空間兩相流體與傳熱是國際空間站的科學研究熱點課題，歐美日等國的空間研究機構都有空間實驗計劃和在軌實驗裝置。這將是我國首次實現對微重力蒸發與冷凝過程中多物理量場的實時觀測，可望獲得空間蒸發和冷凝液膜的時空演變規律和相變非平衡熱動力學特徵等研究方面的新成果；驗證多項空間在軌兩相流體管理與熱控等關鍵技術，為空間站兩相系統實驗櫃的工程研製奠定技術基礎，從而在此領域率先獲得科學研究成果和實驗技術突破。

本次實驗裝置體積超過半立方米，重量達50多公斤，是我國至今體積和重量最大、系統最複雜和功能最強的單體空間流體物理實驗裝置，突破了特殊實驗工質供給、低溫熱控、多場移動觀測等多項空間科學實驗新技術，相當於一個小型衛星。屆時，將在貨運飛船與天宮二號組合過程中和貨運飛船獨立飛行期間，分別在軌開展蒸發液層、蒸發液滴和冷凝三種類型的科學研究、兩相流體控制技術驗證四個階段的空間實驗，共計225小時。

中科院力學研究所劉秋生研究員是該項目負責人，也是國際天地兩相應用系統（ITT）先進研究聯合組織的中方科學成員和聯繫人。該項實驗的開展，將提高我國在微重力流體物理研究領域的國際影響和關注度。

題圖來源：視覺中國 圖片編輯：項建英

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