自由界面處氣泡破裂引起的射流現(xiàn)象廣泛存在于生產(chǎn)生活中,如蒸汽發(fā)生器的液滴夾帶、起泡酒香味的擴(kuò)散等,因此實(shí)現(xiàn)射流液滴的可控十分必要。目前關(guān)于氣泡射流的研究,主要集中在高液位下氣泡運(yùn)動到在自由界面破裂的情形,對于低液位下氣泡脫離孔口前破裂產(chǎn)生射流現(xiàn)象的研究較少。因此,本文聚焦上述受限條件下氣泡破裂射流產(chǎn)生的條件、機(jī)理解釋以及特性表征。本文搭建可視化實(shí)驗(yàn)臺,利用高速相機(jī)拍攝氣泡在不同液位高度H、孔徑d以及進(jìn)氣體積流量0下破裂產(chǎn)生射流的現(xiàn)象。液位高度的變化范圍在0.5～12.0mm;孔徑變化范圍0.15～1.20 mm;進(jìn)氣流量選取2.5～20.0 mL/min。為了記錄氣泡生長及射流的完整實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,高速相機(jī)放置在多個傾角下進(jìn)行拍攝,頻率調(diào)整為4000 fps。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)氣泡破裂能否產(chǎn)生射流液滴與液位高度及孔徑密切相關(guān),與進(jìn)氣流量無明顯關(guān)系。(2)在同一孔徑及進(jìn)氣流量下,隨著液位高度的增加,氣泡破裂依次經(jīng)過不產(chǎn)生射流液滴、產(chǎn)生穩(wěn)定射流液滴以及可能產(chǎn)生射流液滴三個區(qū)域,出現(xiàn)明顯的分區(qū)行為。(3)對于同一液位高度及進(jìn)氣流量,孔徑越小越容易產(chǎn)生射流液滴。(4)進(jìn)氣流量不影響氣泡射流的產(chǎn)生,只...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1‘1氣泡破裂不同的應(yīng)用場合

１．１課題背景及研究意義??近年來，隨著能源動力、石油化工、制冷低溫、航空航天等領(lǐng)域的快速蓬勃發(fā)??展，氣泡動力學(xué)已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域的重要理論基礎(chǔ)及技術(shù)支撐。在氣泡動力學(xué)中，??氣泡作為分散相，為整個系統(tǒng)的質(zhì)能傳遞發(fā)揮著至關(guān)重要的作用［１，２］。以氣泡上浮運(yùn)??動為例，通過浸沒孔口....

圖１－３無量綱分析方程的準(zhǔn)確性１２６］??由于Ｓｐｉｅｌ僅僅給出了特定粒徑的氣泡破裂產(chǎn)生的液滴數(shù)目的概率，不具有普??

ａ?＝?ｉＯＯ＾＇４＾０．５５．７＾－０．４８３０＾０．５１７０＾－０．０６８８?（１＿６）??通過曲線擬合，給出了氣泡破裂能夠產(chǎn)生的射流液滴個數(shù)一般性方程，如圖１－３?ｂ）：??５??

圖１－４氣泡破裂射流與否判斷依據(jù)｜２７］??０１１３５３（；１＾等［３（）］研究了氣泡形狀、毛細(xì)波、重力以及流體的性質(zhì)對射流的影響

方法同時研宄了粘性力（Ｏｈ數(shù)）與重力（Ｂｏ數(shù)）對射流液滴產(chǎn)生的影響，結(jié)果表??明在氣泡破裂前，重力的影響較大；平衡態(tài)時氣泡的形狀對射流液滴的產(chǎn)生影響較??大，如圖１－４?ａ）。另外，＃７］和Ｇｅｏｒｇｅｓｃｕ［２９］分別指出射流液滴產(chǎn)生的條件是Ｏｈ＜０．０５２、??Ｂｏ＜１．１３....

圖１－５生長氣泡過程及受力分析??

等［４８］。大量學(xué)者研宄了氣泡的生長以及脫離過程，最后達(dá)成共識：氣泡的生長過程??分為膨脹和頸縮兩個階段［４９］。在第一階段，氣泡的體積隨著氣體的進(jìn)入逐漸增大，??但是氣泡底部始終與孔口連接，氣泡只有膨脹速度，如圖１－５?ａ）所示；在第二階段，??隨著氣體的繼續(xù)進(jìn)入，氣泡底部發(fā)生....

本文編號：4023281