基于水动力学计算的气泡上升规律研究

不同直径气泡上升时间与水深之间的关系是气泡浮子法测流的基础。针对静水中气泡上升的加速与匀速过程进行了计算与分析,将气泡上升过程划分为加速与匀速段,基于流体力学原理,求得气泡匀速上升速度与直径之间的关系、加速时间及其高度占总上升过程的比例,以及不同直径气泡冒出时间与水深之间的关系。结果表明,气泡直径在[0.5,2.0]mm区间时最终速度的流态处于过渡区,在(2.0,4.0]mm区间时最终速度的流态处于紊流区,且最终速度随直径增大而增大;加速上升时间及其高度占总过程的比例极小,故可对气泡上升全过程近似做匀速处理;相同水深下,气泡直径越大,冒出时间越短。

新型薄壁光纤气泡压力传感器的设计与实现

围绕海洋油气开发需要,提出了一种薄壁光纤气泡压力传感器及其制作方法。利用电弧放电法将单模光纤与空芯石英管相熔,并将乙醇锁在光纤气泡内,再利用不同强度的电弧放电使光纤气泡持续膨胀,制作出壁厚只有几百纳米的光纤气泡。与传统的光纤气泡相比,该光纤气泡具有更好的压力和温度传感特性。实验结果表明,所制备的薄壁光纤气泡具有较高的压力灵敏度,经测试得到的压力灵敏度为1313 pm/MPa,同时温度交叉灵敏度为8.644 kPa/℃。