气泡运动

摘要： 为实现液氢在空间中安全高效应用,针对微重力条件下液氢膜态沸腾现象,建立了加热细丝浸没在过冷液氢池中的数值计算模型。采用VOF方法捕捉相界面,相变模型选取Lee模型,利用文献中的实验数据验证了模型的准确性。从气泡运动行为和换热特性两方面开展研究,结果发现液体过冷度和重力水平是影响换热机理的两个重要因素。在高重力水平、低液体过冷度的条件下,加热细丝上方持续产生气泡并脱离,随着重力水平的降低,气泡脱离直径和气泡生长时间逐渐增大,流体与壁面间换热量随之降低。在低重力水平、高液体过冷度条件下,气膜附着在加热丝表面不断晃动,没有气泡的产生与脱落现象。对于液体过冷度为2 K,壁面过热度为30 K的工况,气泡是否脱落的临界重力在0.1 g至0.15 g之间。

摘要： 在轨贮箱内气液分布特性极大影响箱内压力变化,为了提高主动控压技术的效率,延长推进剂在轨储存时间,开展微重力下低温推进剂贮箱内气泡运动及融合特性的研究至关重要。本文采用流体体积函数法模拟微重力条件下低温推进剂贮箱内单个不同尺寸氧气泡的运动以及多个随机分布氧气泡的融合过程。结果表明:10^(-5)g微重力条件下,随着贮箱内氧气泡半径增大,氧气泡所受浮力以及上下面的压强梯度越大,上升一定距离所需时间缩短;当氧气泡的半径小于100 mm时,氧气泡在释放后一段时间内最大速度小于10^(-4)m/s,基本处于停滞状态,并且停滞时间随着氧气泡半径的减小而增长;当不同尺寸氧气泡上升时,即便有部分氧气泡半径小于100 mm,仍能在多个力场的综合作用下,缓慢上升并发生碰撞与融合,聚集于贮箱顶部,形成了稳定的椭球回转体形状的“气枕”构型。本文研究结果证明“气枕”集中模型假设是可行的。

摘要： 为探究颗粒浓度及粒度对浮选体系中气泡运动及兼并行为的影响,以无烟煤颗粒为研究对象,采用单气泡兼并行为观测系统,对不同条件下的气泡兼并行为进行了研究.试验结果表明:随着无烟煤颗粒浓度的增加,溶液的表面张力及气泡挣脱直径逐渐下降,但下降趋势逐渐变缓;随着颗粒粒度的增加,二者变化趋势不明显;气泡的运动速度随着颗粒粒度和浓度的增加而减小,同时减少了气泡与液面碰撞弹跳次数.

摘要： 对冶金反应器中气泡行为进行研究是提高冶金熔池反应效率、实现高效熔炼的重要途径.实际熔炼过程中的熔体是气、液、固三相流的非牛顿流体,非牛顿流体中的气泡运动和牛顿流体中的气泡运动相似,同样会经历气泡的产生、聚并以及破裂过程,但非牛顿流体以其自身复杂的流变性,使得气泡在非牛顿流体中的运动区别于牛顿流体中的运动特性和形态特性,并且由于气泡运动而造成对周围液相的影响也有所不同.目前关于非牛顿流体下气泡运动的研究都存在很多理想假设和很大的局限性,与实际工艺条件下的流体存在很大差距.本文对关于气泡行为的运动机理和气泡运动在非牛顿流体中的技术应用进行了阐述,介绍了当下的研究体系机理、现状以及未来研究的方向.

摘要： 舰船利用主机尾气对尾流微气泡进行抑制,其实质是主机尾气生成的高温大气泡对尾流微气泡的聚并作用.本文首先分析主机排放的高温尾气在海水中形成的气泡特点,根据其和海水之间特定的传热及传质过程,在给出两者之间能否聚并的判据后,建立起高温大气泡对尾流微气泡的聚并模型.以此模型为基础,求解相应的聚并系数,进而得出高温大气泡运动状态对聚并作用影响的三个结论:一是Magus与Saffman升力均会显著影响尾流气泡的运动轨迹,并且这一影响随尾流气泡与大气泡间距的减小、尾流气泡尺度的增大而增大;二是大气泡尺度在一定范围内减小时,因受力及惯性等的作用,微气泡聚并的难度降低,聚并系数随之增大;三是随大气泡上浮速度的增加,聚并系数呈先增后减的趋势.本文成果可预测气泡运动参数对聚并速率的影响,对高温尾气大气泡聚并尾流微气泡的过程进行更贴近实际的模拟,为工程应用研究提供理论指导.

摘要： 以煤气化渣水回收系统中的蒸发热水塔为研究对象,对热水塔内孔径为5 mm的塔板上单气泡的形成和运动特性进行了可视化实验,借助高速相机和图像处理方法得到了气泡整个生长周期的形变过程及运动特性.实验结果表明:气泡的生长周期分为3个阶段:形成区、上升区和振荡破碎区.气泡等效半径在形成区迅速增大,在上升区和振荡破碎区缓慢增加;气泡长径比在形成区呈衰减变化,而在振荡破碎区变化规律性较差;蒸汽气泡的y向形心运动速率先增大后平稳波动,氮气气泡的y向形心运动速率处于一直增加的状态,但在振荡破碎区的运动规律较差,蒸汽和混合气体气泡在冷凝过程中均出现了中空现象.对于混合气体气泡,氮气流量的增加导致气泡形成和破碎的时间变短,阻碍了蒸汽传热冷凝.

摘要： 以蒸发热水塔为研究对象进行可视化实验,借助高速摄像机以及图像处理软件研究热水塔内单孔筛孔塔板上方单个气泡的运动周期及运动特性,孔径为3 mm,在蒸汽中加入不凝性气体N2和N2/固体颗粒的混合物,研究固体颗粒对气泡生成、破碎与过程的影响.实验结果表明:气泡整个生长周期包括生成区、上升区、破碎区.气泡长径比在生成区由大变小,在上升区先增大后减小,在破碎区增大趋势明显;气泡的等效半径在整个运动周期中一直增大,其中在生成区的增大速度最快;生成区气泡的Y向运动速率呈现增大趋势,上升区以及破碎区气泡的上升速率平稳波动.当N2带入煤粉颗粒后,发现气泡的上升区时间比例大大降低,破碎区的占比增加明显,有利于塔内的热质传递.

摘要： 气泡聚并不仅对气液、气液固流化床中的气泡运动速度和形状有重要影响,而且对相间传质过程有着重要意义.利用多物理场耦合数值计算软件COMSOL Multiphysics对气泡聚并行为进行了仿真研究,从共轴气泡、平行气泡和随机气泡三个方面分析了相对位置对气泡聚并的影响.结果 表明,两共轴气泡之间垂向距离较小时,会形成追赶效应,下气泡上升速度大于上气泡,最终形成聚并.两水平气泡距离较近时才有可能发生聚并,当水平距离较大时,两气泡最终以螺旋交替的形式上升,无法发生聚并.随机气泡聚并受水平距离影响较大,相比而言水平距离较小时更容易发生聚并.

摘要： 为研究水下发射过程中高温高压火药燃气喷射进入液相水过程的流体形态变化与流动特性,采用Mix-ture多相流模型与蒸发与凝结模型建立了二维轴对称水下超声速气体射流的数值计算模型并进行了相关的数值模拟,得到水下超声速气体射流的初始流动结构.数值结果表明,超声速气体与水介质的强撞击会在气液界面上形成一个强压缩区,且连续撞击形成的压力波反传,使喷管出口射流核心区流场出现周期性脉动.因气液界面上的强剪切作用,而在气液混合区内形成复杂的小激波结构,小激波结构的出现加速了气液界面的失稳,从而促进了气液掺混效应.另外,在气泡内会形成典型的欠膨胀射流结构,因而气泡内的流动特征与单相超声速气体射流情况类似.

摘要： 目前铝电解槽技术朝着大型化发展,随着电流密度增大,磁场对铝电解槽的影响越来越强烈,电磁场分布直接影响铝电解槽内磁流体流动的稳定性及电流效率.基于有限体积方法,建立300kA铝电解槽电-磁-流场三维非稳态数学模型,采用磁动力流体模型(MHD)计算电磁场,VOF方法追踪电解质-铝液界面波动情况,离散相模型(DPM)计算铝电解槽内气泡运动情况,分别考察了电磁力与气泡对槽内流场分布的影响.结果表明:在气泡和电磁力共同作用下的电解质-铝液界面波动点的幅度大于电磁力单独作用和气泡单独作用下界面波动点幅度,而电磁力单独作用下界面点波动幅度大于气泡单独作用下的界面点的波动幅度,说明气泡和电磁力均影响磁流体波动界面波动稳定性,且电磁力对磁流体界面的稳定性影响效果更明显.

摘要： 通常可用多相流SPH方法来进行气泡模拟,但这种模拟方法存在以下问题:当气体和水之间密度比很大时,计算密度会不稳定;而当上述密度比较小时,气泡运动又不明显.针对这个问题.本文给出了一种改进的多相流SPH方法来模拟气泡运动.本文方法修正了浮力公式,使其能模拟气泡运动较快的场景;并加入了阻尼限制气泡的过快运动,避免了气泡过快运动引起压强场过快变化导致的误差;同时加入密度修正保证了正确的压强场..本文采用Marching Cubes方法构建液体表面和气泡表面.并采用了GPU(CUDA)加速,使模拟实时化.模拟结果表明,本文的方法能较好地处理气泡的形变和运动.

摘要： 要对气液两相流电导探针测量系统的数据进行分析,得到气泡运动和分布的相关参数,需要先对数据进行滤波、起始结束时间点识别和无效气泡判别等相关处理.本文结合探针系统数据的特点和后期分析的要求,对相关滤波、识别、判别方法进行了论述,并给出了相关的方法.最后使用Matlab实现了相关的处理方法,并从处理后的数据中得到了气泡运动和分布的相关参数.

摘要： 粒子法完全基于拉格朗日框架求解流体的流动,可以自动追踪界面的运动,因此在多相流模拟方面具有很大的潜力.本文将移动粒子半隐式算法(MPS)扩展至多相流动,通过在两相过渡区域内定义平均的密度和黏度将MPS方法中的粒子相互作用模型扩展成为多相粒子相互作用模型.本文采用连续表面张力模型(CSF)将表面张力转化为体积力,采用光滑颜色函数等高线的曲率来表征界面的曲率.最后,采用气泡在静止液体内的上升运动验证了本文的算法.

摘要： 实验研究了脉冲加热条件下PDMS玻璃微槽（300μm×60μm）内FC-72液体的流动沸腾现象。通过一个高速CCD相机来观察气泡运动，同时加热片上的电压数据也由一个高速数据采集系统采集以用来计算得到加热片上的温度和热流密度数据。试验中研究了单个气泡的核化，生长和塌陷来了解微槽内脉冲加热沸腾的机理。核态沸腾发生在加热开始后的一段时间内，根据实验条件的不同，沸腾起始的过热度从84.9°C到91.2°C变化。另外发现在脉冲加热结束以后液体蒸发仍在继续直到加热片过热度温度降低到92.0°C（过热度58.0°C）左右。由于微槽的高宽比非常小（等于0.2），快速生长的气泡迅速覆盖整个微加热片并向上下游扩展，这导致了加热片的传热恶化。当长气泡被往下游推动并离开加热片上方区域以后，一个连接长气泡的薄蒸汽膜将覆盖在加热片上，同时换热效果比气泡覆盖加热片时大大增加。

摘要： 实验研究三维水下超声速气体射流,重点分析气体射流初期气泡运动演化过程,对射流初期数值模拟结果做相关辅证.同时引进非圆整度概念,定量分析水下气体射流初期气泡运动及形态变化的某些规律,得到一些实验分析结果,为工程实践提供了有用的参考数据.

摘要： 本文数值模拟了单个Ar气泡在金属流体GaInSn中的不稳定上升情况,并研究了不同方向的磁场对其运动的影响,发现在竖直磁场下气泡的最终速度随着磁场的增强会出现先增加后减小的非单调趋势,而在水平磁场下不同大小的气泡气速度变化规律并不一致.此外还发现磁场通过改变气泡的形状和尾涡结构使得气泡的上升路径越来越稳定,并且在水平磁场中流场的性质呈现出很强的各向异性.本文的数值算法采用作者发展的相容守恒格式,可以在自适应网格下处理磁流体(MHD)两相流动.

摘要： 本文数值模拟了单个Ar气泡在金属流体GaInSn中的不稳定上升情况,并研究了不同方向的磁场对其运动的影响,发现在竖直磁场下气泡的最终速度随着磁场的增强会出现先增加后减小的非单调趋势,而在水平磁场下不同大小的气泡气速度变化规律并不一致.此外还发现磁场通过改变气泡的形状和尾涡结构使得气泡的上升路径越来越稳定,并且在水平磁场中流场的性质呈现出很强的各向异性.本文的数值算法采用作者发展的相容守恒格式,可以在自适应网格下处理磁流体(MHD)两相流动.

摘要： 本文数值模拟了单个Ar气泡在金属流体GaInSn中的不稳定上升情况,并研究了不同方向的磁场对其运动的影响,发现在竖直磁场下气泡的最终速度随着磁场的增强会出现先增加后减小的非单调趋势,而在水平磁场下不同大小的气泡气速度变化规律并不一致.此外还发现磁场通过改变气泡的形状和尾涡结构使得气泡的上升路径越来越稳定,并且在水平磁场中流场的性质呈现出很强的各向异性.本文的数值算法采用作者发展的相容守恒格式,可以在自适应网格下处理磁流体(MHD)两相流动.

摘要： 本文数值模拟了单个Ar气泡在金属流体GaInSn中的不稳定上升情况,并研究了不同方向的磁场对其运动的影响,发现在竖直磁场下气泡的最终速度随着磁场的增强会出现先增加后减小的非单调趋势,而在水平磁场下不同大小的气泡气速度变化规律并不一致.此外还发现磁场通过改变气泡的形状和尾涡结构使得气泡的上升路径越来越稳定,并且在水平磁场中流场的性质呈现出很强的各向异性.本文的数值算法采用作者发展的相容守恒格式,可以在自适应网格下处理磁流体(MHD)两相流动.

摘要： 在雾或者微小气泡的产生方法以及雾或者微小气泡产生装置中，能够以简单且小型的设备构成应用于种类繁多的液体，可稳定地产生雾或者微小气泡中的一方或者两方。主装置(1)将在表面(S)具备多个梳齿状的电极(21)的压电基板(2)，以其表面(S)与气体和液体(10)彼此的界面(10a)交叉的方式配置成将压电基板(2)的一部分放入到液体(10)中，通过电极(21)在表面(S)激发出的弹性表面波W按照存在于界面(10a)的上下的方式沿着表面(S)传播。弹性表面波(W)在界面(10a)的上侧即气体侧产生雾(M)，在界面(10a)的下侧即液体(10)侧产生微小气泡(B)。无论进行产生旋流等的机械方式动作与否，由于通过弹性表面波(W)产生雾(M)、微小气泡(B)，所以能够以简单且小型的设备构成稳定地产生雾(M)、微小气泡(B)。

摘要： 在作为主剂的起泡材料中添加选自CMC、瓜耳胶、海藻酸中的一种乃至它们的混合物作为增粘剂，将粘度调节到300～500mPa·s的起泡材料溶液通过发泡装置18从而以设定的发泡倍率使其发泡，随后立即在得到的气泡中添加混合金属离子的水溶液。

摘要： 本发明公开了一种能驱动流体内部悬浮气泡径向运动的装置，驱动管的第二左端管中部带有第一单向阀，第一单向阀只允许驱动管的第二左端管中的流体从右向左运动，第一单向阀不允许驱动管的第二左端管中的流体从左向右运动，驱动管的第二下端管竖直放置，驱动管的第二下端管位于右端，驱动管的第二下端管的最下端向右弯折；本发明将体爆轰战斗部内部最下端的固液相混合燃料吸入驱动管，将驱动管内部的固液相混合燃料从体爆轰战斗部内部最上端边沿向中心运动，驱动位于上端盖板的下表面的气泡向内径向运动至装药口并排出。反复循环直至将战斗部内部的气泡全部排出，提高战斗部装药体积，避免了氧气和燃料接触，提高了战斗部安全性和可靠性。

摘要： 本发明提供了：含有超细气泡的液体的制造方法、含有超细气泡的液体、含有超细气泡的液体的利用方法以及含有超细气泡的液体的利用装置，其允许长时间维持高浓度的UFB并且能够有效地利用所述UFB。为此，所述含有超细气泡的液体的制造方法包括超细气泡产生步骤和使超细气泡分散的分散步骤。在超细气泡产生步骤中，通过使发热元件进行加热并且在液体与发热元件之间的界面上引起膜沸腾从而在液体中产生超细气泡。在分散步骤中，通过对凝集体漂浮于其中的液体施加振动将凝集体分散成多个超细气泡，所述凝集体包括两个以上超细气泡11。

摘要： 本发明涉及一种能够进行微气泡大小调节的气泡水制造装置以及使用其生成气泡水的微气泡的方法，更具体地，涉及能够进行微气泡大小调节的气泡水制造装置以及使用其生成气泡水的微气泡的方法，该气泡水制造装置制造气泡水并生成粗大气泡，以微球液滴喷射生成有粗大气泡的气泡水，从而生成微气泡。

摘要： 在作为主剂的起泡材料中添加选自CMC、瓜耳胶、海藻酸中的一种乃至它们的混合物作为增粘剂，将粘度调节到300～500mPa·s的起泡材料容液通过发泡装置18从而以设定的发泡倍率使其发泡，随后立即在得到的气泡中添加混合金属离子的水溶液。

摘要： 本发明涉及一种气泡驱动推杆往复运动干粉定量加药装置，包括加药仓，加药仓中限定滑动往复移动推杆，往复移动推杆下端安装摆球集气罩装置，摆球集气罩装置在气泡药剂混合池中；加药仓与往复移动推杆之间设有阻力机构。本发明结构简，实现了自动化加药，适合所有存在曝气，和需要干粉加药的场所如污水处理，自来水处理，水体治理等。本发明减轻了操作人员的劳动强度；结构稳定，不易发生故障，单造价低，可广泛推广，对使用者经济负担小；使用寿命长。

摘要： 本发明涉及一种基于气泡弹性特征的液体场运动粘度系数测量方法，所述测量方法包括如下步骤：1)测量系统搭建；2)液体注入；3)气泡释放；4)信号采集处理；5)运动粘度系数计算；6)被测液体回收。本发明设计科学合理，能够快速实现运动粘度系数的测量，且测量系统结构简单，测量方便，测量精度高。

摘要： 超声及旋流场下熔体中净化气泡瞬态运动模型构建方法，属于铝合金熔体质量净化领域，具体涉及一种超声及旋流场下熔体中净化气泡瞬态运动模型构建方法。本发明针对现有的运动模型的缺陷，提供了一种在超声及旋流场中能够为运动模型提供理论支撑、能够得到任意时刻下净化气泡运动轨迹的净化气泡瞬态运动模型构建方法。本发明所涉及的超声及旋流场下熔体中净化气泡瞬态运动模型构建方法，建模前进行假设：构建超声及旋流场下熔体中净化气泡瞬态运动模型的完整运动方程；净化气泡运动模型进行仿真分析。本发明尤其适用于实现航空航天、信息产业、交通运载等对铝合金构件的质量要求高的技术领域。

摘要： 本发明公开了一种固碳过程中气泡运动与CO2吸收率测量的装置和方法，该装置包括配气系统、柱状鼓泡光生物反应器、数据采集系统和高速摄像系统；所述配气系统包括不同浓度的CO2气瓶、减压阀和气体流量计，所述减压阀的一端与CO2气瓶连接，另一端与气体流量计的进气口相连；所述柱状鼓泡光生物反应器内底部设有气体分布器，所述气体分布器与所述气体流量计相连，CO2气瓶中的CO2经气体分布器进入到装有溶液的柱状鼓泡光生物反应器中。本发明可以在不同浓度的CO2、不同气体分布器孔径、不同曝气流量的曝气条件，以及不同的CO2溶解吸收体系中，对反应器内的气泡动力学进行观察与研究；能够为固碳系统中CO2溶解吸收及气泡动力学行为提供参考依据。