规则波强迫掺气条件下气泡界面传质系数的试验研究

气泡界面传质系数是表达掺气流动水体传质效率的重要指标。本文建立了规则波掺气条件下气泡界面氧传质的室内试验模型,对12组工况进行观测,通过计算得到室内试验的气泡界面传质系数。利用试验数据对Fumio Takemura公式,李新海公式和Fayolle公式的实用性进行对比分析,结果发现Fumio Takemura公式与试验数据比较吻合,而李新海公式和Fayolle公式计算结果偏小。Fumio Takemura公式可以用来近似计算规则波强迫掺气条件下的气泡界面传质系数。

水体大气复氧能力研究综述

大气复氧是水体中溶解氧的一个重要来源,复氧能力的研究是正确确定水中溶解氧浓度的一个重要课题。通过对大气复氧理论简要分析,指出水体中存在大量气泡情况下,如大坝泄洪下游水体或波浪破碎水体中,不仅需考虑自由液面质量传输,更需考虑气泡界面传质。概括了水体自由界面传质和气泡界面传质计算公式,指出目前还没有一个公式对所有河流水体有较好适用性,而误差较小的公式,也可能漏掉了一个或多个主要的影响因素。引入水体中溶解氧的"有效"饱和浓度和气泡穿透水体的"有效"水深两个参数,指出水中溶解氧的饱和浓度与水深相关,水深越大,溶解氧的"有效"饱和浓度越大,水体中溶解氧浓度愈有可能超饱和。

三峡工程坝身泄流下游水体溶解氧浓度数值模拟

三峡工程坝身泄流与下游水体强烈碰撞,产生大量气泡,当气泡渗透进入水体一定深处时,气泡界面与水体之间的质量交换极易导致水体溶解气体浓度超饱和,可导致鱼类气泡病。该文应用气泡界面传质理论建立了掺气水流的溶解氧浓度对流扩散方程,与气液两相流混合模型相耦合,模拟计算了三峡大坝在库水位为139m情况下溶解氧浓度变化情况,成功地与现场观测数据进行了验证,完善了气泡界面传质系数公式。对关键因子进行敏感分析,表明气含率、紊动强度、下游水深是决定溶解氧浓度的关键因素。

水体大气复氧的研究

水体中的溶解氧是其生态功能的重要控制性因素,主要来源于大气复氧,因此水体大气复氧机理和影响因素是水体生态环境研究的重要课题,目前主要集中于水体大气复氧模型和复氧系数计算方面。通过概括总结水体大气复氧的理论模型及其复氧系数计算方程基本形式,以期为今后其他学者的研究提供依据。