静止水中单个近壁大气泡运动特性的实验研究

静止水中单个近壁大气泡运动特性的实验研究

论文摘要

气泡运动不稳定性直接关系到气液两相传递作用。本文利用高速摄影技术结合阴影法对静止水中大雷诺数(~O(103))气泡在竖直壁面附近的上升运动进行实验研究,通过改变气泡与壁面初始间距,考察气泡轨迹、变形、旋转、速度及加速度等运动特征的变化规律。结果发现气泡呈二维"之"字形周期性振荡上升;与运动轨迹相对应,气泡形变、旋转角度、速度及加速度均呈周期性变化。气泡与壁面初始间距小于1.03倍气泡等效直径时,气泡与壁面发生碰撞,气泡迎面碰壁后形状发生突变,加速度达到峰值,气泡旋转背向弹开;当气泡-壁面初始间距大于1.03倍气泡等效直径时,气泡与壁面不碰撞,壁面作用减弱,气泡形状变化缓慢且不发生滚动换向,呈摆动上升,气泡逐渐远离壁面。随着气泡-壁面初始间距的增大,气泡横向摆动幅度逐渐减小,纵向跨度增大,气泡形状变化幅度逐渐减小,气泡速度和加速度变化幅度略有降低。壁面作用导致高雷诺数气泡大变形,动能与变形能周期性转化,对强化气液传热传质具有重要作用。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 实验装置及参数
  • 2 数据处理方法
  • 3 结果分析
  •   3.1 单气泡上升轨迹
  •   3.2 气泡变形
  •   3.3 气泡旋转角度变化
  •   3.4 气泡速度、加速度变化
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 孙姣,姜楠,陈文义,王星

    关键词: 大雷诺数,气泡,竖直壁面,轨迹,变形,速度

    来源: 实验力学 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 力学

    单位: 天津大学机械工程学院力学系,河北工业大学过程装备与控制工程系,河北工业大学工程流动与过程强化研究中心

    基金: 国家自然科学基金项目(11602077,11572357,11732010,11572221,11872272,U1633109,11802195),国家重点研发计划资助项目(2018YFC0705300)

    分类号: O359.1

    页码: 973-980

    总页数: 8

    文件大小: 3205K

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    静止水中单个近壁大气泡运动特性的实验研究
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