Este artigo realiza uma análise teórica e um estudo experimental de visualização sobre as características do regime de escoamento e suas transições durante a troca de calor por ebulição do CO2 em um canal fino horizontal. Com base nos resultados experimentais de visualização, foi atualizado o modelo teórico de previsão do estado de escoamento do CO2 em baixas temperaturas de evaporação. As condições experimentais são: densidade de fluxo de calor (7.5~30 kW/m2), vazão mássica (50~600 kg/(m2·s)), temperatura de saturação (﹣40~0 ℃), secura (0~1), diâmetro interno (1.5 mm). A análise teórica indica que a vazão mássica desempenha um papel decisivo nas formas do regime de fluxo enfrentadas durante a troca de calor; a densidade de fluxo de calor afeta significativamente as curvas de transição entre o fluxo anular e a zona de secagem, e entre a zona de secagem e o fluxo nebuloso; a temperatura de saturação tem um impacto importante nas transições do regime de fluxo. A pesquisa de visualização mostra que, com base no diagrama teórico de regimes, é possível prever bem o regime de escoamento do CO2 no canal fino durante a troca de calor por ebulição e refletir a tendência de variação dos regimes sob diferentes condições, embora o diagrama teórico apresente grande desvio na previsão das zonas de secagem e fluxo nebuloso; com base nos dados experimentais, foi adicionado um fator adimensional da razão das viscosidades líquida-gás e proposto um novo modelo de previsão da densidade crítica de fluxo de calor. Considerando os efeitos da vazão mássica e do fluxo de calor, e de acordo com o modelo atualizado de previsão da densidade crítica de fluxo de calor e os dados experimentais, o número de ebulição Bo foi introduzido para atualizar as curvas de transição entre o fluxo anular e a zona de secagem, a zona de secagem e o fluxo nebuloso, bem como as transições entre fluxo intermitente/pulsante e fluxo anular no diagrama teórico de regimes. Os dados do regime obtidos na pesquisa de visualização correspondem em 89,4% ao modelo teórico atualizado do regime de escoamento do CO2.

CO2; canal fino; ebulição; diagrama de regimes