摘要：设计搭建了静态闪蒸实验台,利用高速摄像对不同压降速率下纯水静态闪蒸起始阶段气泡群的时间和空间分布规律开展了实验研究。实验中液膜初始厚度为0.2 m,压降速率为0.27～0.64 MPa·s-1。实验结果表明:气泡群主要出现在压力陡降段。在时间分布上,压降速率越大,气泡群出现的时间越早,气泡数目增长越快,且气泡群数目达到最大值所需要的时间越短。在空间分布上,气泡数量随深度呈现了"缓增-陡增-缓增"的增长趋势;压降速率越小,气泡分布越集中;相同深度范围内,压降速率越大,气泡数量越多;至压力陡降段结束时刻,气泡群相对数量随液膜深度的增大有峰值存在。最后,根据实验结果拟合了气泡群时间和空间分布规律的实验关系式,其计算值与实验值吻合良好。

摘要：台阶式微通道乳化装置因易于高通量生产均一性的气泡及液滴而受到关注.本文利用高速摄像仪研究了台阶式并行微通道装置空腔内的气泡群复杂行为及其对气泡生成的反馈效应.实验设计的操作变量为气液相进出口位置、气相流速和液相流速.在实验操作范围内,共发现了气泡的单管生成模式和多管生成模式.研究了空腔内气泡群复杂行为随操作条件的变化趋势.发现在受限空间内,气泡在水平面内发生挤压堵塞能够自组装成具有特定几何特点的二维晶格,分别为有序的行三角晶格、有序的竖三角晶格和无序的三角晶格.晶格结构与气相压力密切相关;同时,气泡界面能量随着气相压力的增大而增大.运用介尺度、能量和活化等概念分析了气泡群复杂行为对气泡生成方式的影响,充分阐释了受限空间内气泡群的介尺度效应.以变异系数CV来表示气泡的均匀性特征,考察了气泡晶格自组装行为的控制因素.结果表明:气泡的自组装路径由气泡尺寸及其分布决定,有序的三角晶格变异系数小于5%,无序的三角晶格变异系数大于5%.

摘要：为了在水声测试过程中提供尺寸小、成本低、应用灵活、低频和高目标强度的目标模拟器,文中根据水中气泡群具有强散射这一特性,提出了一种面向主动声呐试验的气泡群模拟器设计方法。基于等效介质理论(Effective Medium Theory,EMT)建立了气泡群声散射模型。首先将气泡群划分成立方体网格,然后应用图像处理方法获取立方体网格内气泡群的尺寸分布函数,接着使用EMT计算了每个立方体网格中的声反射系数和声波入射到立方体网格中产生的衰减,最后利用声波叠加原理计算了模拟器的反向散射目标强度。不同参数下的数值分析结果表明,气泡群尺寸分布函数呈伽马分布时,目标强度较高;目标强度随着尺寸分布区间减小和孔隙率增大而变大;共振频率随孔隙率增大而降低。结合气泡群孔隙率分布模型,文中给出了一组在低频时具有较高目标强度的小尺寸模拟器设计参数,可供相关设计者参考。

摘要：随着油田的不断开发,气液两相流中的气相对油井的影响越来越明显,气体也是造成抽油机泵效率较低的重要原因。只有降低进入泵的气体的量才能有效的提高泵效率。所以,井下分离器技术的研究是提高泵效的方法之一。实验研究采用理论分析和模型相结合的方法,设计、搭建了一套模拟皇冠型多杯等流气液分离器的实验装置。利用高速摄像机连续记录不同流量下沉降杯内气泡的运动情况,分析气泡及气泡群运动参数,以此为依据,提出气液分离器的结构的改进方案,提高分离器的分离效率。

摘要：膜污染是膜生物反应器系统在污水和废水处理应用中最主要的问题之一。针对这一问题,通过计算流体动力学(CFD)仿真模拟,研究了单个气泡以及气泡群在平板膜中的水力学特征,包括气泡速度和膜表面剪切应力等,以达到优化膜组件几何特征和运行条件的目的。模拟结果表明,对于单个气泡而言,随着气泡尺寸的增加,气泡上升速度开始随着直径的增加而升高,在气泡直径为4 mm时,其可达到最大值,随后随着直径的增加反而降低。此外,对于直径为4 mm的气泡,随着膜间隙距离的增加,气泡上升速度明显呈升高的趋势,而剪切应力呈现下降趋势。考虑到实际运行中的膜堵塞问题,建议在平板膜组件中使用7 mm的膜间距,以适当增强膜表面剪切应力。气泡群的模拟结果表明,当膜间液相上升流速较大时,气相和液相所产生的剪切应力相当。而当膜间液相上升流速较小时,气相产生的剪切应力占主导。以上研究结果可为膜生物反应器的设计及运行提供参考。

摘要：实验测定了低气速下CO2气泡群在牛顿流体、剪切变稀流体及黏弹性流体中的气含率。讨论了流体的流变性、质量分数及表观气速对气含率的影响。结果表明:在3种不同性质的流体中,气含率均随表观气速的增大而增大。同时发现流体性质对气含率具有不同的影响:对于牛顿流体,表观气速较低时,质量分数对气含率影响可忽略;对于非牛顿流体,气含率随着流动指数n的减小而减小,即剪切变稀效应对气含率有负作用,而黏弹性对气含率的影响可忽略。气含率是气液传质过程设计中最重要的参数,因此研究结果为进一步研究CO2气泡群在非牛顿流体中的传质奠定了一定基础。

摘要：为优化前向光尾流自导的探测系统的设计,分析了舰船远程尾流中气泡群的前向光散射对测量气泡群衰减系数的影响。根据消光定理和Mie理论,推导了单散射条件下测量气泡群衰减系数的公式,给出了因前向光散射导致的测量误差因子和修正因子的表达式。基于此表达式对干净的尾流气泡群和覆盖着两种典型有机膜的脏尾流气泡群的误差因子和修正因子进行了数值计算,分析了探测系统的接收视场角和气泡表面附着的有机膜对衰减系数测量的影响。结果表明,前向散射对尾流气泡群的衰减测量影响很大,在前向1°的散射角范围内这种影响尤为显著;气泡表面附着的有机膜对尾流气泡群的衰减测量影响很小。

摘要：依托某特大桥桥头路基气泡混合轻质土填筑典型工程案例,研究了气泡混合轻质土填筑施工准备阶段、配合比设计、输送、浇筑、养护等各工序技术要点,测试分析了气泡混合轻质土填筑效果。结果表明:气泡群掺量对气泡混合轻质土流动度影响较大,对于湿容重W6级、强度CF0.8级的有泵送要求的气泡混合轻质土施工配合比,可按每方采用水泥350 kg、水215 kg、气泡群672.1 L确定;最佳经济泵送距离为100 m以内;气泡混合轻质土分层分块填筑,泵送管的出料口与填筑面保持水平,减少扰动消泡;纵坡、横坡等斜面部位,采用台阶填筑形式,由路面基层调平;气泡混合轻质土填筑段最大沉降量约16.6 mm,约为普通土填筑路基最大沉降量的27%,显著改善桥头路段行车平稳性。