底吹过程中基于图像处理技术的气泡直径分布特性

为了获取底吹过程中气泡群直径的分布规律,采用高速摄影法及图像处理技术对水中气泡群直径进行提取与分析。首先,对原始图像进行预处理,将其转换为二值图像,通过设定圆形度范围将其分为单气泡、粘连小气泡、粘连大气泡3类,然后运用改进分水岭分割算法对粘连气泡进行分割处理,最后得到整个气泡群的直径分布。研究结果表明:随着气泡发生聚并破碎,水中小直径气泡居多,中等直径气泡和大直径气泡较少,气泡数量与气泡直径之间的关系可近似看作呈双曲线分布;随着气体流量增大,小直径气泡数量急剧增多,同时产生更大的气泡;气泡Sauter直径与最大直径均随着气体流量的增大而增大,气泡Sauter直径与最大直径的比值C稳定在0.72左右。

外环流反应器流动行为和气泡直径尺寸分布的CFD-PBM数值模拟

外环流反应器具有湍动剧烈、反应速率快等优点,广泛应用于磷化工行业。采用PIV(particle Image Velocity)研究外环流反应器内流动行为,并采用CFD-PBM耦合模型对鼓泡塔反应器内两相流动进行模拟,模拟的气速范围为0.01~0.04 m/s,气液两相流动采用Eluer-Eluer双流体模型,考虑曳力、升力、虚拟质量力;湍流模型采用k-ε模型,并考虑气泡对湍动的附加影响;采用PBM(Private brand management)模型模拟气泡的聚并和破碎。结果表明:表观气速对气泡直径尺寸分布有较大影响,循环液速随表观气速先增加后减小,表观气速为0.03 m/s时,循环液速达到最大值。模拟的平均气含率与实验结果进行比较,模拟结果与实验结果吻合较好。本研究可以为理解外环流反应器的流动、混合提供理论基础。

文丘里式气泡发生器的气泡流动碎化机理研究进展及潜在应用

文丘里式气泡发生器利用水力空化原理产生气泡,气泡进一步受流动剪切效应破碎生成微纳气泡,具有结构简单、效率高、能耗低等优点,在许多领域展现出应用潜力。文丘里式气泡发生器产生的气泡大小及分布对其应用场景有着至关重要的影响。对影响文丘里式气泡发生器产生气泡大小的因素进行了归纳,从实验和理论两方面阐述了气泡流动破碎机理,展望了文丘里式气泡发生器潜在的应用方向,并对目前限制文丘里式气泡发生器大规模工业化应用的原因及进一步碎化气泡的方式进行了讨论,为文丘里式气泡发生器的设计放大提供了参考。

磁化油酸钠溶液对气泡特性影响研究

为了探究磁化药剂在浮选过程中对气泡特性的影响,在自行设计的底吹气泡水槽中,以底部产生的气泡为研究对象,通过高速摄影仪获取不同磁化处理条件下产生的气泡图像,经一系列处理后获得二值化图像,通过对气泡分类得到单气泡和粘连气泡,设置圆形度阈值筛选出符合实际的气泡,并提取气泡面积、直径和周长等参数。研究结果表明,对油酸钠的磁化处理可以改变气泡的尺寸分布、气泡形状及上升速度。在磁感应强度为150 m T时,气泡直径集中分布在0~1 mm区间,并且Sauter直径由0.71 mm降低为0.65 mm。圆形度C和变形系数E接近1,气泡更加接近规则的球型,气泡上升过程中形变量小,气泡更不易变形。对上升气泡的速度分析,磁化后气泡平均速度增大并具有离散性。

精馏塔板上气液相界面积的测量与预测

利用现代的电子光学测试仪器和计算机图像处理技术较准确地测量了精馏塔板上鼓泡液体中气泡的粒径分布和相界面积 .同时 ,还从理论上分析了湍流液体中气泡变形与破碎的机理 ,提出了预测气液相界面积的多相湍流动力学模型 .模拟计算结果与实验测量数据的比较证明 ,此模型有较高的准确性 ,而且形式简单 。

复合型塔板对易起泡物系的机械消泡研究

在 2 0 0mm× 70mm的有机玻璃塔中进行试验 ,以质量分数为 5 %为碳酸钾水溶液作为易起泡物系 ,测量了普通筛板和 4种复合型塔板的泡沫层高度 ,并用毛细管光电测量仪测量了气泡索太尔直径和气泡直径分布。试验结果表明 :复合型塔板能够机械消泡 ,其中填料放置于塔板一定高度处的复合型塔板消泡效果较好 ;并且 ,复合型塔板能够细化气泡 。

连铸长水口吹氩气泡行为的试验研究

通过连铸长水口吹氩冷态试验,研究了不同吹氩条件下获得的小气泡的尺寸、分布以及气泡在中间包的流动行为。试验结果表明,低水流量(≤2.4m^3/h)时,孔径0.11mm气嘴产生微小气泡(0.1~0.5mm)比例最大达到60%以上,孔径0.25 mm气嘴微小气泡比例达到45%,孔径0.58 mm气嘴在35%左右。孔径0.11mm气嘴气泡直径主要在0.1~1.0mm,孔径0.25mm和孔径0.58mm气嘴的气泡直径主要在0.1~1.5mm,而0.58mm气嘴产生较大气泡(>1.0mm)比例较多。直径0.25mm单孔气嘴和双孔气嘴在水量为3.0m^3/h时,形成的微小气泡(0.1~0.5mm)比例均达到80%以上。在较低水量(≤2.4m^3/h)下,这两种气嘴形成的微小气泡比例相近,但直径0.25mm双孔气嘴比直径0.25mm单孔气嘴产生的较大气泡(>1.0mm)比例要小且气泡数量多。在无湍控器的中间包中气泡的作用区域比有湍控器的大。