分析原因主要是空间与地面过程存在明显不同 。
那么空间蒸发与冷凝过程中发生了什么变化？影响相变传热的热交换系数有多大改变？是变高了还是低了？如果变低了 ， 是哪些因素造成的？
要想科学准确的回答上述问题 ， 需要利用空间微重力环境开展空间实验 ， 研究空间相变传热的特殊现象 ， 认识其特殊规律 ， 进而掌握克服空间相变传热不利影响的新方法和新技术 ， 用于研制能很好适用于太空环境中的热设备 。
图4
如美国空间局在2010年的“空间模型热管”实验中发现热管换热器明显“发热” 。 经研究 ， 初步判断是蒸发与冷凝相变过程相比地基上面的有明显的不同 。 浮力对流缺失使热管内部蒸发与冷凝相变换热减弱 ， 导致热管在空间变热 。
在空间研究蒸发与冷凝相变更有优势
Marangoni-Bénard对流是流体物理经典问题之一 ， 已有长达一百多年的丰富研究历史 。 非牛顿流体层在一定的温度梯度驱动下会发生自然对流 ， 如果流体层上表面是自由表面 ， 且由表面张力引发的对流流动称为Marangoni-Bénard对流或热毛细对流 。 对于不考虑表面存在蒸发相变液层呈现出规则的六角形Marangoni-Bénard对流涡胞来说（见下面左图） ， 可以用经典理论可以很好的解释；但对于有较强表面蒸发液层（如酒精）内出现的Marangoni-Bénard对流涡胞不再保持规则形式（如下面右图所示） ， 现有理论却不能很好解释具有蒸发效应的液层中对流形式变化的原因 。 引起上述这一理论与实验现象之间的明显差异 ， 只是因为液层表面的蒸发 。
图5.不蒸发液层（左）和有蒸发液层（右）内的M-B对流涡胞
传统热动力学平衡态模型无法解释蒸发表面温度梯度驱动流动现象 ， 需要引进相变界面非平衡态模型 ， 还需要考虑气体环境对界面能量传输的影响 ， 若气体为该液体的纯蒸汽 ， 存在热毛细对流 ， 若气体为两种或多种气体的混合物 ， 情况更加复杂 。
图6.水蒸汽凝结在（金属）固壁上的液体形貌变化：（a）滴状冷凝; (b) 滴状和液膜冷凝；光学观测图像（下图）
微重力条件也使得许多因重力而产生的力项得以削弱 ， 对冷凝过程的影响因子相对减少 ， 有利于对冷凝过程机理的深入探究 。
蒸发与冷凝相变流体界面具有比一般流体界面更为复杂的流体动力学现象,如自由表面流动更无规律可循 ， 热边界条件不再遵循简单的工程热力学模型 ， 空间微重力环境使得流体界面效应得到相对的放大 ， 并同时剥离了地面重力引起的浮力效应对相变界面流动与传热的主要影响 。
【天舟一号|中国将领先欧空局一步 揭秘空间环境下的蒸发与冷凝】因此 ， 我们在空间可以实现对液体变成气体的蒸发界面和蒸汽变成液体的冷凝界面热、质交换物理模型的精准验证和理论分析 ， 给出更普适的相变界面热动力学理论模型 。
本次项目包括哪些内容？
本次蒸发和冷凝空间实验研究的两个模型如下图所示：
图7.蒸发液层与液滴实验模型
图8.冷凝实验模型
本次实验的内容主要包括：
（1）空间蒸发与冷凝流体界面热质传输特性 ，
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