橫蕩條件下氣泡行為特性的實驗研究.pdf

1、核能、船舶領(lǐng)域存在大量氣泡行為，研究氣泡行為對于掌握相關(guān)設(shè)備的流動、換熱特性十分重要，而海洋條件下，由于受到附加慣性力等因素的影響，氣泡行為與靜止條件下不同，對海洋條件下氣泡行為進(jìn)行研究很有必要。本文針對橫蕩條件下有機(jī)玻璃水箱中單列、雙列氣泡的行為進(jìn)行了實驗研究。
　　設(shè)計、加工了橫蕩實驗臺，采用高速攝像機(jī)記錄下氣泡在水箱中的運動狀態(tài)，實驗中，以去離子水和空氣為介質(zhì)；對于部分工況，利用PIV（Particle Image Velo

2、cimetry）手段進(jìn)行了實驗。利用專業(yè)的圖像處理軟件IPP（Image-Pro Plus）提取氣泡參數(shù)，得到氣泡的速度值和軌跡曲線，利用公開的Matlab程序?qū)IV結(jié)果進(jìn)行后處理，得到流場中的速度分布和渦量分布。對比不同氣流量、不同運動條件以及單雙列條件下氣泡的速度和軌跡特性，結(jié)合傅里葉變換和相關(guān)系數(shù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)論表明：
　　靜止和橫蕩工況下，雙列氣泡間的相互作用對氣泡豎直速度影響很?。粰M蕩工況下，受液面波動引起

3、的流場沖擊的影響，單列、雙列氣泡的豎直速度都被抑制。
　　靜止工況下，雙列氣泡間的相互作用較明顯，對水平速度有較大影響，而在橫蕩工況下，雙列氣泡間的相互作用被削弱；對于單列氣泡和雙列氣泡，橫蕩條件下，水平速度的變化主要受附加慣性力和流場沖擊的影響，其中，流場沖擊起主導(dǎo)作用。
　　靜止工況下，雙列氣泡間的相互作用對氣泡軌跡有較大影響；而在橫蕩工況下，由于流場沖擊的影響，單列氣泡軌跡變得曲折，雙列氣泡的軌跡趨于一致，單、雙列氣泡