利用高速攝像機獲得頂部浸沒方式下管口處氣泡膨脹脫離過程,對比分析了管徑、氣體流量和管口浸沒深度對氣泡脫離直徑和膨脹脫離時間的影響規(guī)律;運用三維流體體積(VOF)模型,模擬研究了氣泡膨脹脫離過程中氣泡膨脹脫離時間、脫離直徑和氣泡形態(tài)的變化規(guī)律,分析了氣液湍動能和流場速度的分布變化規(guī)律。經(jīng)過對比,實驗結(jié)果與模擬結(jié)果一致。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),氣泡膨脹脫離時間隨管徑的增大而增加;隨液體密度的增加而減小;隨氣體流量增大而降低,但降低速率逐漸減小.氣泡脫離直徑隨氣體流量的增加而增加且存在氣泡脫離形態(tài)變化點;隨管口浸沒深度和液體密度的增加呈現(xiàn)下降趨勢。氣泡長短軸比隨液體密度增大而增大,而隨膨脹脫離時間的增加呈現(xiàn)降低趨勢.

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【部分圖文】：

圖３物理模型??Ｆｉｇ．?３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ??２．２控制方程??由于ＶＯＦ模型能清晰追蹤氣液交界面，從而準??

滿氣體；當Ｃ大于??０小于１時，表示計算單元內(nèi)含有氣體。相體積分數(shù)??方程表示為：??＋?Ｖ?？?（Ｃｉｘ）?＝?０?（７）??控制方程中的密度和黏度，由每一相體積分數(shù)??決定，即求混合平均參數(shù)。??ｐ?＝?ＣｆＰｆ?＋?（１?－?Ｃ｛）ｐｇ?（８）??／ｉ?＝?Ｃｆ／ｉｆ?＋?....

圖４氣泡脫離直徑測量示意圖??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｂｕｂｂｌｅ?ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔ?ｄｉａｍｅｔｅｒ??ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ??

吳日旦等：頂部浸沒管口氣泡生成特性實驗與數(shù)值模擬??３９５??２期??２．３計算條件??進行三維數(shù)值模擬，采用ＰＩＳＯ算法實現(xiàn)壓力??與速度耦合，壁面采用無滑移壁面，進口為速度進??口，出口設(shè)定為壓力出口，由于本實驗為開放系統(tǒng)，??故設(shè)定壓力出口的壓力值為１個標準大氣壓。初始??....

圖５氣泡膨脹脫離運動形態(tài)??Ｆｉｇ．?５?Ｔｈｅ?ｍｏｔｉｏｎ?ｓｈａｐｅ?ｏｆ?ｂｕｂｂｌｅ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ａｎｄ?ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔ??

）和式（１６）所示：??ｄｓ?＝?＼ｊＶｂｃ－?ｙ／ｅｆ?（１５）??Ｋ?＝?－?（１６）??ｃ??其中，６、／分別代表正視切面和俯視切面下氣泡的??寬度，Ｃ、ｅ分別代表正視切面和俯視切面下氣泡的??高度。??〇）正視切面?（ｂ）俯視切面??圖４氣泡脫離直徑測量示意圖??Ｆｉｇ．....

圖８?４號管不同浸沒深度下氣泡脫離直徑隨氣體流量??的變化規(guī)律??Ｆｉｇ．?８?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂｕｂｂｌｅ?ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ｇａｓ?ｆｌｏｗ??

４０??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２?１．４?１．６?１．８?２．０?２．２?２．４??氣體流量０／Ｌ．ｍｉｉｒ１??圖７不同管徑下氣泡膨脹脫離時間隨氣體流量變化規(guī)律??Ｆｉｇ．?７?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｒｕｌｅ?ｏｆ?ｂｕｂｂｌｅ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?....

本文編號：3962530