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电磁搅拌钢包内气泡聚并破裂行为

东北大学学报（自然科学版） 2018年第5期39卷 633-637页

作者：勾大钊雷洪耿佃桥东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

结合气液两相流欧拉模型与考虑气泡破碎聚并的颗粒群平衡模型,研究了电磁搅拌下底吹钢包内流场分布及气泡尺寸分布.结果表明:搅拌器向上搅拌时钢包内形成一个大循环流场,而向下搅拌时钢包内形成了一个大的回流区和一个小的回流区.钢包... 详细信息

结合气液两相流欧拉模型与考虑气泡破碎聚并的颗粒群平衡模型,研究了电磁搅拌下底吹钢包内流场分布及气泡尺寸分布.结果表明:搅拌器向上搅拌时钢包内形成一个大循环流场,而向下搅拌时钢包内形成了一个大的回流区和一个小的回流区.钢包内气泡分布为气液两相区中心区域气泡直径最大,气液两相区边界处直径较小,且从气液两相区中心到气液边界气泡直径逐渐减小.电流越大,气液两相区域在垂直方向上偏转程度越大,而且电流越大,气液两相区中心大气泡分布区域也越大.电磁搅拌器向下搅拌时气液两相中心区域大气泡直径分布区域小于向上搅拌.大气泡偏转程度小于小气泡,大气泡偏向钢包中心轴线一侧.

关键词：电磁搅拌钢包气泡聚并破碎颗粒群平衡模型

脉动条件下旋流场内气液两相流流型及其转变机理

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化工学报 2022年第10期73卷 4389-4398页

作者：杨蕊朱宝锦吕超张磊肖迎松东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室黑龙江大庆163318

运用高速摄像技术对流量脉动条件下旋流分离器内气泡动力学行为及气液两相流流型展开研究。研究发现,在完整脉动周期内,流量在3.62~4.18 m^(3)/h范围内波动,流量增大段的气核整体向溢流口方向运移,流量减小段的气核整体向底流口方向运移... 详细信息

运用高速摄像技术对流量脉动条件下旋流分离器内气泡动力学行为及气液两相流流型展开研究。研究发现,在完整脉动周期内,流量在3.62~4.18 m^(3)/h范围内波动,流量增大段的气核整体向溢流口方向运移,流量减小段的气核整体向底流口方向运移,气核大小及形态变化呈现周期往复性。通过脉动周期内特殊帧的分析,得出流量脉动条件下旋流场内气液两相流流型主要包括:气泡流、塞状流、弹状流、丝状流及波状流等五种形式。根据实验得出的气液两相折算速度,确定了脉动条件下气液两相流流型转换界限图,而气泡间的聚并破碎行为是产生气液两相流型的主要原因,最终构建了表征截面含气量和分离效率之间关系的评价模型。

关键词：脉动气泡流体动力学气液两相流流型聚并破碎

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高温气泡浮升行为与传热特性耦合机理研究

水动力学研究与进展（A辑） 2022年第4期37卷 529-537页

作者：王琪虎徐振广朱文彬黄磊林群青南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

气泡广泛存在于自然界和工业生产中,浮升时将发生变形、破碎及聚并等气泡动力学行为,其高表面积/体积比为气液界面的高效传热创造了条件,研究高温气泡浮升行为与传热特性的耦合作用机制对提高工业生产效率和实现水下物体探测识别具有重... 详细信息

气泡广泛存在于自然界和工业生产中,浮升时将发生变形、破碎及聚并等气泡动力学行为,其高表面积/体积比为气液界面的高效传热创造了条件,研究高温气泡浮升行为与传热特性的耦合作用机制对提高工业生产效率和实现水下物体探测识别具有重要的价值。基于VOF模型,考虑气泡所受外力以及气液界面传热作用,建立了高温气泡浮升行为与传热特性的耦合模型,以此研究了气泡初始直径和温度对气泡浮升行为、聚并行为及传热特性的影响。结果表明:气泡浮升速度和气泡形态变化程度随着气泡初始直径的增加而增加,随着气泡初始温度的增加而降低;温度的升高将使同轴双气泡聚并行为的困难度加大;温度的升高明显增强了气泡浮升后方尾迹区热特征,同时也增强了气-液和液-液间传热效果。

关键词：气泡两相流 VOF 传热浮升行为聚并破碎

微旋流混合器中液体混合特性CFD-PBM数值模拟

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化学工程 2023年第3期51卷 53-59,94页

作者：武洁张志勇李丽蒋天诚吴玉学刘程琳内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司内蒙古呼和浩特010020 苏州聚智同创环保科技有限公司江苏常熟215513 华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237

微旋流混合器是一种由微旋流气浮演化而来的设备,可以强化物料的混合与传质。文中研究利用CFD-PBM计算模型,研究微旋流混合器内气液两相分布,考察微旋流混合器内流体颗粒粒径分布及变化特性。分别以空气和液相作为气液两相,研究不同气... 详细信息

微旋流混合器是一种由微旋流气浮演化而来的设备,可以强化物料的混合与传质。文中研究利用CFD-PBM计算模型,研究微旋流混合器内气液两相分布,考察微旋流混合器内流体颗粒粒径分布及变化特性。分别以空气和液相作为气液两相,研究不同气、液相入口流速下的流场形态与相关流体力学参数。结果表明:通入气相会诱导设备内部产生新的循环流动形态,增强宏观混合,直径大于4.0 mm的气泡无法在内筒中的旋流环境中稳定存在,并随着旋流速度逐渐减小,气泡发生聚并,最终演化为4.0—10 mm直径的气泡流出。增加液相入口速度可以增加整体流动速度,同时增加气相体积分数,气相体积分数最高可达到18%。随着气相流速增加,在微旋流混合器内筒下端形成连续空腔。

关键词：计算流体力学聚并破碎群体平衡模型微旋流混合器

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压力脉动条件下气液旋流器流场特性研究

压力脉动条件下气液旋流器流场特性研究

作者：朱宝锦东北石油大学

学位级别：硕士

油田开采过程中,由于泵存在瞬时的压力脉动,而气液旋流器与泵直接相连接,导致气液旋流器入口的压力周期性变化,旋流器内部流场出现紊乱现象,导致分离性能降低。此外气液旋流器内气液两相的运动对分离性能有重要影响,为了解决由压力脉动... 详细信息

油田开采过程中,由于泵存在瞬时的压力脉动,而气液旋流器与泵直接相连接,导致气液旋流器入口的压力周期性变化,旋流器内部流场出现紊乱现象,导致分离性能降低。此外气液旋流器内气液两相的运动对分离性能有重要影响,为了解决由压力脉动引起的分离性能降低问题,本文开展压力脉动条件下气液旋流器内流场特性研究,并分析旋流场内气泡的动力学行为和气液两相流型,对揭示旋流场内气液两相运动规律,指导气液旋流器在压力脉动工况下的设计具有重大意义。运用数值模拟方法,探究气液旋流器在压力恒定和压力脉动工况下的流场特性,压力脉动工况下气液旋流器的分离性能相对于压力恒定工况降低了7.2%。同时分析了压力脉动工况下不同含气率和频率对气液旋流器流场及分离性能的影响规律。含气率从30%提升至60%过程中,进气量的增大导致旋流器的内气核宽度随之增大,壁面压力随之降低,平均分离效率呈现降低趋势。频率从0.5Hz增大到5Hz过程中,气液旋流器的平均分离效率呈现先升高后降低的趋势。运用群体平衡模型分析不同操作参数条件下气液旋流器内不同粒径气泡的分布规律。压力脉动工况提高了10.1mm粒径气泡在轴心处的聚集性,但是同时增大了6.35mm粒径气泡在底流口位置的分布范围,底流液相携气现象明显。随着含气率的变化,10.1mm粒径气泡的体积分数上升,分布范围更广,从而缩小其他粒径气泡的分布范围,并且降低体积分数。频率变化对粒径大于6.35mm的气泡分布影响较大,气泡的聚集性随着频率的增大,呈现先增大后减小的趋势。采用高速摄像系统对气液旋流器内气液两相运动开展可视化实验。气泡在锥段内易受湍流流场强度的影响,气泡间的碰撞概率增大,易发生聚并破碎。根据脉动条件下气泡在旋流场中的运移规律,划分旋流场内的气液两相流型。通过室内实验分析不同工况下的气液旋流器分离性能。含气率从30%增大到60%过程中,周期内分离效率呈下降趋势。频率从0.5Hz增大至5Hz过程中,平均分离效率呈现先增大后减小的趋势。

关键词：气液两相流流场特性气泡聚并破碎分离效率