渗漏过程中气泡大小的理论分析研究

根据表面吸附和两相流体力学理论,对液体中气泡进行理论分析后,得出了液体中气泡体积的计算方程,并计算出水中气泡的大小.通过气泡分析研究计算表明,在渗漏过程中气泡的大小与液体的表面张力、密度有关.     

齿轮泵中气泡-液体两相油流的裂解研究

分析了油液经齿轮油泵传输过程中气泡-液体两相流的形成和特性,指出油液裂解的因素,如齿轮啮合对润滑油膜的破坏、气泡-液体相变的能量转换、气泡溃灭的微射流能量及其电化学反应等。以绝缘油裂解的特征气体为例,对气泡-液体两相油流的裂解程度进行了定量分析。根据理论分析的结果,提出了改进齿轮油泵传输结构方案,从而有效降低了气泡-液体两相流在齿轮泵传输过程中的裂解程度。     

单个气泡上浮过程的数值模拟

为了了解气泡上浮过程中形态的变化,采用FLUENT软件中"流体体积"(Volume of Fluid,VOF)模型对单个气泡在静止液体中的上浮情况进行数值模拟,得到了奥特斯数(Eo)在O(10~(-1))~O(10~2),莫顿数(Mo)在O(10~(-9))~O(10~4)范围内气泡的形态。将计算得到的结果与气泡形状图谱做对比,印证了无量纲参数Eo数、Mo数和Re数的数值大小与气泡在上浮过程中形状的变化和最终速度密切相关。     

基于光流法的气密性检测装置研究

针对用气泡检测小型压力容器气密性的方法存在工作效率低下以及较多的安全隐患等问题,进行了气泡图像处理法的研究。搭建了气泡图像采集系统。利用Matlab软件结合光流算法处理气泡图像,研究了基于光流理论的Horn-Schunck气泡图像处理算法。对气泡图像进行了定制阈值的图像区域分割,获得了层次分明的气泡图像;基于此方法设计了一套半自动化的气密性检测系统。利用此系统自动得到了气泡的数量和大小并以此计算泄漏量以及泄漏的部位。实验结果表明:此系统可准确检测的最小气泡直径为4 mm,气泡检测最适合的直径在8 mm左右,如气泡直径继续增大,气泡表面不规则程度加深,检测精确度变低,因此,该系统在一定的条件下能准确计算气泡数量及大小,实现了对泄漏气体的检测。     

液体中气泡生成影响因素的试验研究

为了提高浆态床反应器内的气含率,提高反应速率,利用高速摄影技术,研究了气泡在液体中形成的特性,在不同气孔内径、不同气体流量下分别考察了平面孔、内伸孔2种进气方式对气泡在水中生成的影响,测算了气泡脱离时的大小及生成所用时间;并考察了内伸孔高度、水温对气泡生成的影响。结果表明:相同试验条件下,生成气泡大小分别随着气孔内径、气体流量的增大而增大,内伸孔进气生成的气泡体积小,用时短,且与内伸孔的内伸高度有关;高温水中气泡生成用时较短,体积较小。     

基于新方法的液体表面张力快速测定仪的研究

提出了一种快速测定液体表面张力的新方法，该方法的基本原理是在固定时问内向被测液体吹气，通过测定所形成气泡的个数、气泡内压力变化及液体温度来计算表面张力。基于新方法的液体表面张力快速测定仪由单片机数据采集单元、自动探头及驱动单元三大部分构成，全部测试过程可在5s中内完成，且可得到满意的测试结果。     

除湿型空调中气泡泵的试验研究

在以气泡泵原理自循环的液体除湿型空调系统中，气泡砂进一个关键。针对以氯化锂水溶液为除湿剂、利用燃气加热实现无泵循环的系统进行了理论和试验研究。搭建了气泡泵试验装置，测定了气泡泵性能参数，实验结果对气泡泵的设计具有指导意义。     

基于Matlab的流化床气泡运动的图像识别与处理

流化床中气泡大小、分布和上升速度决定了有效传质面积,从而影响了反应的效率.基于研制的流化床反应器气泡图像识别与分析系统,对该系统在反应器内进行气泡图像识别和数据处理的有关技术进行了分析研究.结果表明气泡大小和灰度偏差的随机性对气泡识别的误差率有影响.     

炉前快速评价球墨铸铁球化质量的新方法

介绍一种球铁球化质量炉前快速检测新技术,在理论分析与实验研究的基础上,提出了一种快速测定液态合金表面张力的新方法－气泡幅频当量法,通过毛细管向被测液体吹气,利用高精度数据采集与处理系统快速测得规定时间内所形成气泡的个数（频）以及气泡内微压差变化（幅）,以此两参数作变量,经适当运算后形成的当量来表征液体表面张力的变化。铁水表面张力与其石墨形态之间有密切关系,因此,应用气泡幅频当时法,可以实现球铁球化质量的炉前快速检测。     

气液两相流中上升气泡体积的计算方法

通过高速摄像机拍摄气液两相流中上升气泡的运动过程,分别记录不同直径的气孔所产生的单个气泡上升过程的连续图像,结合数字图像处理技术,提取了气泡的面积、当量直径、几何中心、速度、加速度等特征参数.并在此基础上,应用两种计算气泡体积的方法:几何方法和受力分析法,实现了气泡体积的初步计算.几何方法计算气泡体积是根据图像中气泡的形状构造一个与气泡体积相当的椭球体,进而计算椭球体的体积;而受力分析的方法则是通过分析气泡在垂直方向上的受力情况,根据牛顿第二定律推导出气泡体积的计算公式.并对两种方法计算出的气泡体积值进行分析对比,阐明了这两种方法适用情况,计算出单个气泡上升情况下的气相体积含气率.     

基于微流控驻停气泡的连续型气-液微反应器

快速高效的气-液反应对生物物理学、化学和医学领域的发展具有十分重要的意义。微流控系统以其高传热传质效率和低物质消耗等优点为气-液反应提供了一个新的平台。介绍一种基于微流控驻停气泡的新型气-液微反应器系统,该系统利用微流道中的气泡和流动液体反应物之间稳定可控的气-液体界面来加速传质。微流控驻停气泡通过流体通道壁上特殊设计的裂隙结构生成,这使驻停气泡易于阵列。驻停气泡的大小和形貌通过改变气体质量传递来控制和调节,进而实现对气-液界面物质交换的有效控制。提出的微反应器为纳米晶体合成、先进生物材料制备等应用提供可控且稳定的气-液界面。     

轴承腔油气两相泡状流动的数值研究

航空发动机轴承腔过热或着火等现象与腔内油气两相泡状流动有关,需要通过数值计算研究两相泡状流动特性,从而为轴承腔润滑设计提供参考依据。针对上述问题,以某型航空发动机轴承腔为对象,建立轴承腔润滑油气液两相泡状流动模型,借助该模型研究润滑油介质运动状态。在建立模型方程时,考虑气泡直径尺寸大小和破裂聚合的影响,引入气泡种群方程和破裂聚合模型,并基于两流体模型和 两方程湍流模型,建立轴承腔内润滑油两相泡状流动计算模型。通过数值计算,模拟出轴承腔内润滑介质流场,最后利用国外文献的试验数据对理论分析进行了验证。研究表明,轴承腔润滑介质中气泡直径尺寸分布状态以及与转速的关系,揭示空泡率、转子转速和润滑介质进口速度等工况条件对轴承腔润滑油性能的影响。与国外试验数据的对比证明了该理论分析方法在航空发动机轴承腔润滑系统设计的可靠性和可行性。     

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。     

在线间歇式浊度仪的研究

根据浊度测量理论推导出液体浊度的散射光测量公式,选用波长>800nm的红外发光管和硅光电池作为光电变换元件,并采用间歇式静态测量方法设计了分析流程,消除了色度和气泡对测量的影响。     

液力变矩器气泡破裂运动分析

基于计算流体动力学对液力变矩器内流场进行了分析,利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的传递,建立液力变矩器涡轮、泵轮、流道模型实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算。对流场数据分析,核定出了气化高发部位,通过采用多相流模型植入流场一个气泡,数值研究了液力变矩器内气泡破碎机理和破裂高发区域。根据数值模拟和理论推定的气泡核化区、破碎区的气泡动力学行为特征可为液力变矩器的设计和改进工作提供参考意义。     

油液内气泡半径和含气量模型研究

针对液压油液内空气析出现象,研究压力变化时气泡尺寸和含气量变化规律。在分析气泡界面受力基础上,推导气泡半径和油液含气量的解析模型,通过与数值计算结果对比验证解析公式具有较高精度,理论分析气体随压力升高而发生的溶解和扩散现象对气泡半径和含气量的影响。搭建气泡尺寸测试试验台验证解析模型可准确计算气泡半径。对初始半径为0.095mm和2.9 mm的两个气泡跟踪测量结果表明气泡溶解和扩散导致气泡半径缩小加快,其影响程度决定于气体在油液的溶解度;对不同含气率的油液测量表明气泡分布呈现对数正态分布特点,经数据拟合气泡半径分布函数可由统一公式表示。最后,根据含气量模型推导其变化率的表达式,研究表明油液压力及其导数是影响含气量变化的主要因素。     

锚链提升器水平液压管内气泡流型及其对边界层速度梯度影响分析

为有效提取气泡对管路边界层的扰动参数,达到提前预测和判断空气对液压管路污染的目的,基于管路流动边界层理论和气液两相流动理论,通过Fluent仿真平台建立气液管路模型,计算得到气泡流型及其对边界层速度梯度的影响规律。通过实验验证了仿真模型中气泡流型变化的一致性,并提出了一种液压系统空气污染诊断的新方法。计算结果表明,该方法能通过提取边界层微观变化规律来监测液压系统宏观空气污染故障;但是,当气泡直径小于0.01 mm时,则面临监测不到边界层速度梯度变化的情况。     

流化床气泡运动的图像识别与分析

流化床反应器具有相间接触面积大,生产效率高等优点,已在石油加氢裂解等反应中得到了广泛的应用.流化床中的气泡大小分布和上升速度决定了有效传质面积,从而影响了反应的效率.研制的流化床反应器气泡图像识别与分析系统,利用气泡的灰度值,可对反应器内的气泡图像进行识别,并可分析气泡的分布、运动、聚并和爆裂的规律.     

流化床气泡运动的图像识别与分析

流化床反应器具有相间接触面积大,生产效率高等优点,已在石油加氢裂解等反应中得到了广泛的应用.流化床中的气泡大小分布和上升速度决定了有效传质面积,从而影响了反应的效率.研制的流化床反应器气泡图像识别与分析系统,利用气泡的灰度值,可对反应器内的气泡图像进行识别,并可分析气泡的分布、运动、聚并和爆裂的规律.     

基于可控微气泡的声涡流颗粒轨迹变化研究

超声波与液体中微尺度气泡相耦合时,会产生独特且复杂的声流动(Acoustic Streaming)现象,已被广泛的应用于医疗、生命科学、军事等领域。然而,在气泡声流控(Bubble Acoustic)应用以及研究中,对微尺度气泡形态和尺寸难以形成有效控制,使得该项技术的可重复性和应用范围受到限制。针对此问题,引入了可控微尺度气泡的概念,利用聚二甲基硅氧烷材料的透气斥水特性,可实现对微尺度气泡生成及其形态变化的有效控制。在此基础上对声流动涡流中颗粒的受力状态进行了理论分析,并通过改变对比实验的核心参数,探究声流动引起的涡流中颗粒运动轨迹与气泡尺寸、颗粒尺寸之间的关系。研究结果表明,通过调节气泡尺寸可实现稳定、线性的声场涡流控制。可控微尺度气泡的引入提高了声流动现象的可重复性,并拓宽了气泡声流控技术的应用范围,对建立自动化、智能化、柔性化的快速细胞分选系统以及疾病快速检测系统具有重要意义。