气化炉内气体穿越液池过程中气泡特性的数值模拟

采用数值模拟方法对含尘气体通过下降管穿越液池过程中的气泡特性进行了研究,展现了该过程中池内气泡生成、破碎和液滴飞溅等一系列行为过程,分析了下降管出口气流速度、静态液位和突扩比等实际操作参数对气泡分布和气液界面面积等气泡特性的影响.结果表明:轴向含气率分布随气流速度的变化存在一个转折点;液面以上空间的含气率随着突扩比的减小而降低,而在液面以下区域,含气率随着突扩比的增大而降低;随着气流速度的增大、静态液位的升高及突扩比的减小,气液界面面积增大.

破泡结构对洗涤室内气泡特性的影响研究

为优化控制水煤浆气化工艺中洗涤冷却室内的气泡特性,强化洗涤传热、传质效果,采用流体体积模型(VOF)对冷却室内的冷态气液两相流动进行数值模拟,分析了破泡板对气液两相流动、气泡平均湿周和气含率的影响,比较了破泡板平行、交错2种开孔方案的破泡效果。结果表明,增加破泡板能减小液位波动、破碎和扩散气泡,有利于增大气泡湿周;破泡板上交错布孔比平行布孔更有助于均布纵截面平均气含率。

气-固流化床反应器内双流体力学模型及其验证 Ⅳ 单组分两维射流床内气泡特性

模拟了不同操作条件下，单组分两维射流床内射流崩塌后所形成气泡的形状、运动机理、初始尺寸和上升速度。集合前文（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）研究结果表明，在湍流两相流理论基础上建立的“气－固流化床反应器内双流体力学模型”可以很好地分析气固射流床内流体动力学特性，诸如：基本流场变量（气、固相速度场、压力场和空隙率）瞬态变化情况、射流特性（射流发展、射流穿透深度确定方法、射流区气体速度分布和操作条件对射流穿透深度、射流频率的影响等）、时均空隙率分布、时均轴向气体速度分布和气泡特性。由此可见。

用于测定多相流动体系内气泡特性的微型电导探针

开发了一种可用于测定多相流动体系内气泡特性的抗撞击的电导探针，核电导探针可测到的最小气泡直径约为１．０ｍｍ。在三维三相流化床中利用照相法对电导探针进行了标定，得到了气泡刺穿长度与气泡Ｓａｕｔｅｒ直径的关系式。

砼孔结构、气泡特性与抗冻性关系试验研究

本文对砼进行了孔结构与抗冻性关系和气泡特性与抗冻性关系的试验研究。试验结果表明,采用压汞法测试砼的孔径分布,与砼的抗冻性无明显的相关性,并分析了造成该结果的原因。试验结果还表明,气泡间距系数、新拌砼含气量、硬化砼含气量以及平均每厘米切割气泡个数与砼抗冻性有较好的相关性。

用电磁感应法测量磁流化床气泡特性的实验研究

鉴于已有流化床气泡测量方法在磁稳定流化床中难于实现,本文提出了一种新型的气泡特性测量方法——电磁感应法,籍此满意地考察了磁稳定流化床的气泡特性,包括磁场强度、单孔气流流率、主流流率对气泡频率、速度、体积、汇合和分裂的影响。

压力变化对洗涤室内气泡特性影响的数值模拟研究

为了更好地揭示洗涤冷却室内气体穿越液池时的气液两相的传热和传质特性,尤其是压力对气泡特性的影响这一至今尚未解决的关键问题,运用流体体积(VOF)模型进行了动态数值模拟。建立了从数值模拟结果中提取湿周和气含率信息的方法,并对压力影响进行了系统的分析研究,研究结果表明:总湿周随压力的升高而显著加长;同一压力下,液池中的平均气含率和平均湿周长从池底向上逐渐地升高;同一高度上,平均气含率和平均湿周随压力的升高而增加。获得了洗涤过程中湿周随压力的变化规律。

非均匀布风内循环流化床内气泡特性的可视化研究

采用图像处理方法 ,可视化研究非均匀布风内循环流化床中的气泡特性。用CCD摄像机将拍摄的数字图像进行处理 ,从而得到清晰的气泡图像。研究不同流化速度及床层高度处的气泡形状和尺寸 ,同时对内循环流化床中的气泡破裂与合并现象进行分析。

静电效应对有无埋管气固鼓泡床内气泡特性的影响分析

采用基于双流体模型(TFM)耦合静电模型的方法,研究颗粒的静电对有无埋管气固鼓泡床内气固流动特性和气泡特性的影响。首先在无静电场存在的条件下,利用双流体模型对自由鼓泡床和埋管鼓泡床内的流动情况进行模拟并与实验结果进行对比;进一步耦合静电模型,考察静电对自由鼓泡床和埋管鼓泡床内床层的整体性质和气泡特性的影响。研究结果表明,在无静电场条件下采用双流体模型能较好地预测自由鼓泡床和埋管鼓泡床内的气固流动状况以及气泡的平均直径和气泡的上升速度。埋管的存在使鼓泡床内气固流动发生强烈扰动,并使气泡的平均直径和气泡的上升速度均呈振荡分布。静电的存在对自由鼓泡床和埋管鼓泡床内床层的平均固含率影响不大,但对气泡分布规律影响较大,使得自由鼓泡床内气泡数目减少,而埋管鼓泡床下部区域的气泡分布比较集中,上部有大气泡出现。

非均匀布风内循环流化床中气泡特性的可视化研究

采用数字图像处理技术对非均匀布风内循环流化床中气泡形状、气泡尺寸沿床层高度方向的变化、气泡运动轨迹及气泡上升速度等特性进行了可视化研究。结果表明:非均匀布风内循环流化床中只在高风速区产生大量向上运动的气泡;气泡沿床层上升,气泡形状逐渐向水平方向发展,且气泡尺寸增大;气泡在上升过程中存在横向偏移,增大高风速区流化速度,气泡横向偏移量增大;沿床层高度方向,气泡运动速度有较大波动,为非均匀布风内循环流化床的设计和运行提供了科学依据和理论基础。

ADCP测试受气泡特性的影响分析

水中气泡对声传播产生重要影响。文章依据声纳方程,通过对含气泡的海水水体声波散射的研究,计算分析了气泡半径、密度、浓度等特性要素与后向散射强度的相关关系,为声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测试和气泡发生装置的设计提供一定的理论基础。

底吹转炉熔池内气泡特性的连续测定

底吹转炉熔池内气泡特性的连续测定［日］井口学等１前言近年来，钢铁冶炼不但积极地采用了气体喷吹技术，而且利用在较低温度下易处理的水、水银及伍德易熔合金等对熔池内气泡特性、流动特性以及均匀混合时间等进行了基础研究。有关吹入气体产生的气泡行为的冷模实验结果...

基于CFD-DEM方法的加压鼓泡床气固流动特性数值模拟

为明确加压鼓泡流化床内气固两相流动基本规律以及压力的影响机制,为多种工业过程领域加压鼓泡流化床反应器的设计、运行和放大提供有益参考.文中基于CFD-DEM方法,以开源软件Mfix为计算框架,开展了加压鼓泡流化床气固两相流动数值模拟研究.首先依托薄矩形加压鼓泡流化床试验台数据进行模型验证,在此基础上,系统地研究了操作压力对Geldart B类颗粒临界流化速度的影响,获得了不同操作压力下床层内颗粒运动与分布规律以及气泡尺寸和频率分布.数值模拟结果表明:在0.1~0.7 MPa,随着操作压力的升高,Geldart B类颗粒临界流化速度减小,并且在低操作压力下临界流化速度随操作压力变化更加明显;同时,随着操作压力的升高,床层内气泡尺寸减小,床层均匀性有所改善.

基于VOF方法发动机水下排气气泡特性研究

为了研究发动机水下排气气泡运动特性,从工程应用问题出发,分析气泡水下运动及演化特性.考虑重力、浮力、黏性阻力及表面张力作用,运用VOF(流体体积法)方法对气液两相界面进行追踪,对单气泡运动特性进行模拟计算,提出一种计算气泡形心坐标、运动轨迹、速度大小的方法;基于对菲克定律中扩散通量的求解模拟了单气泡在水中的溶解特性.结果表明:气泡在水下上升过程中底部持续向内凹陷,形状由球形变为扁椭球形或帽形;单气泡在水中的运动轨迹初始为直线,随后开始左右摆动上升,摆动幅度逐渐变大,为类S曲线;x方向速度从零开始增大,并在Vx=0这条直线上下波动,幅度逐渐增大;y方向速度经历了由零到快速增长、近似恒定、急剧减小的过程.

平板气升环流式光生物反应器中气泡特性的图像法分析

气泡特性是影响气升式反应器混合、传质性能的重要参数。本文通过在MATLAB环境下编程,对采集到的气泡图像经过图像二值化、孔洞填充、气泡分割等处理,考察了不同表观气速下平板气升环流式光生物反应器内的气泡特性。研究结果表明,图像法与体积膨胀法测得的气含率结果相吻合,验证了图像处理技术测量气含率的可行性。此外,图像法还可以获得反应器内气泡的详细特征(如气泡形状、大小、分布及气液相界面积等)。通过对图像中所有气泡进行统计分析,获得了反应器中气泡的平均直径随表观气速和高度变化的规律。

两个气泡相互作用的某些动力特性研究

文章采用边界积分方法模拟三维水下气泡的动力特性,详细阐述气泡计算的数学模型和数值实施过程,探究了三种不同浮力参数情况下(无重力、弱浮力、强浮力)气泡的演变情况。计算结果表明,在不同的浮力参数下,气泡形状和射流特点有着显著的区别,射流形成和发展与重力有着密切的联系。文中计算了两气泡在不同距离和不同强度参数下的相互作用的特点,为气泡动力特性的研究提供了参考。

开槽阳极对铝电解气液两相流及气泡分布特性影响的数值模拟

基于计算流体动力学原理,建立了全尺度三阳极铝电解槽内气液两相流三维CFD-PBM耦合计算模型,采用Grace曳力系数模型和Simonin湍流扩散力模型分别计算气液相间曳力和湍流扩散力,研究和讨论了开槽阳极对阳极底掌区域内气液两相流体流动及气泡分布特性的影响。结果表明,电解质流场预测结果与文献测试结果吻合良好;对阳极进行开槽可明显加快气泡的逸出方式,从而改变电解质流场和气体体积分数分布;长度方向开槽可明显降低气体体积分数和减小气泡索特平均直径。

液体流动条件下毛细管管口气泡动力特性实验

通过对液体流动条件下毛细管管口气泡生长及脱离过程进行可视化实验,分析了毛细管管壁浸润性、液体流速以及气体流量对气泡生长脱离过程的影响。实验结果表明:随着液体流速的增大,液体对气泡的横向剪切力增大,气泡的脱离周期减小,气泡的脱离直径也随着减小。同时,实验还发现随着气体流量的增大,使气泡生长动力增大,气泡的脱离周期减小;另外,实验还揭示出毛细管管壁浸润性的改变,将导致气泡生长过程中气固液三相接触线发生径向迁移。

臭氧化微气泡强化气浮技术研究

通过将臭氧与微气泡有机结合,对比分析了臭氧化微气泡强化气浮工艺与传统微孔曝气臭氧气浮工艺在气泡特性、臭氧利用率、常规指标去除、藻细胞再生长抑制等方面的差异,考察了臭氧化微气泡对各类藻源有机物污染指标的去除规律,并对臭氧化微气泡与絮体的黏附机理进行了研究分析。研究表明,臭氧化微气泡的直径在43~55μm间分布,微孔曝气臭氧气泡的直径在550~700μm之间,微气泡提高了比表面积并降低了上升速度,相比传统工艺,臭氧的吸收率和利用率分别提高了41.9%和46.2%。此外,两种工艺对藻细胞、浊度、UV_(254)的去除率随臭氧投加量的增加而提高,相比传统工艺,臭氧微气泡强化气浮最高去除率分别提高了54.2%、67%、26.8%,经过处理后的出水中藻细胞已无明显的再生长趋势。臭氧投加量的增加降低了气泡直径并增大了气泡密度,微气泡提高了絮凝效率,臭氧破坏了藻细胞的结构。

剪切稠化流体内气泡上浮运动特性

剪切稠化流体是一种典型的非牛顿流体,研究气泡在其中的运动特性对优化设备结构、提高反应效率具有重要意义。文中采用流体体积(VOF)法,通过改变Gallilei数(Ga)、E tv s数(Eo)与流变指数(n),对牛顿流体(n=1)及剪切稠化流体(n>1)内气泡的形状、尾涡、终端速度和气泡周围液相黏度分布的变化进行了深入的数值研究。结果表明:气泡变形程度和尾涡尺寸随着Ga数或Eo数的增大而增加;剪切稠化效应会阻碍尾涡的形成,减小气泡的尾涡尺寸;气泡周围剪切速率的差异会导致气泡上方及尾部产生高黏度区域,该高黏度区域会随剪切稠化效应的增加而增大;气泡终端速度随Ga数的增大或流变指数n,Eo数的减小而增大。