文丘里式气泡发生器渐扩段内单气泡输运过程研究

作     者：赵梁 杜敏 莫政宇 刘洪涛 孙立成 ZHAO Liang;DU Min;MO Zhengyu;LIU Hongtao;SUN Licheng

作者机构：四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院 

出 版 物：《原子能科学技术》 (Atomic Energy Science and Technology)

年 卷 期：2019年第53卷第6期

页      面：1021-1028页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51709191 51606130 51706149) 

主　　题：气泡 文丘里式气泡发生器 气泡旋转 气泡变形 气泡破碎 

摘      要：文丘里式气泡发生器渐扩段的流场结构、流动参数等对气泡制备性能起关键作用,因此,对具有矩形截面的文丘里通道渐扩段区域单气泡输运过程进行了可视化研究。分析发现,渐扩段气泡剧烈减速及变形过程对气泡最终的断裂和破碎起关键作用。气泡的减速过程虽只持续数ms时间,依然呈现加速减速和降速减缓两个明显阶段;气泡旋转过程呈现相似的变化规律。在液体流量2.4~6.9m^3/h范围内,对应最大旋转速度可达900~3000rad/s。气泡旋转过程持续时间较减速过程稍长,气泡最大旋转速度的位置出现在最大减速加速度位置的下游约2mm处;液体流量和气泡尺寸对气泡旋转和变形过程有明显影响,液体流量越大或气泡尺寸越小,气泡旋转过程越剧烈,且旋转速度在更短距离内达到最大值;增大液体流量在一定范围内加剧了气泡的拉伸变形。这些可视化研究结果,为进一步揭示文丘里气泡发生装置内气泡的碎化机制、完善数值分析模型、优化设计等提供参考和帮助。