為深入研究氣泡在液體環(huán)境中的幾何特征和動(dòng)力學(xué)特性,本研究自靜水環(huán)境中單氣泡的運(yùn)動(dòng)特性的研究入手,進(jìn)而對(duì)橫流中氣泡的初生形態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡、尺寸分布及對(duì)應(yīng)的載流特性進(jìn)行探索。分別針對(duì)靜水環(huán)境和橫流環(huán)境搭建了兩套可視化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)氣泡進(jìn)行了定量觀測與分析。在靜水環(huán)境中,采用高速攝像系統(tǒng)對(duì)6種不同內(nèi)徑通氣管產(chǎn)生的氣泡進(jìn)行了追蹤,并借助MATLAB程序提取氣泡信息。對(duì)完整的氣泡運(yùn)動(dòng)過程及不同工況下的氣泡動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了對(duì)比分析;基于對(duì)大量氣泡數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)公式,將縱橫比與無量綱數(shù)Eo、We和Ta相關(guān)聯(lián),重點(diǎn)討論了浮力、表面張力和慣性力的影響。在橫流環(huán)境中,以循環(huán)水洞為氣泡實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在水流速度0.21⁴.04 m/s,通氣流量200²000 m L/h范圍內(nèi),采用高速攝像系統(tǒng)對(duì)氣泡圖像進(jìn)行采集,利用PIV測速系統(tǒng)獲取載流的流動(dòng)結(jié)構(gòu)信息,并借助相應(yīng)的算法和專門開發(fā)的軟件分析了液流對(duì)氣泡的作用。主要研究結(jié)論如下:（1）在靜水中,氣泡在脫離通氣管管口后的上升軌跡由最初的直線形轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K的曲線形,直線段軌跡的長度與氣泡尺寸相關(guān);氣泡在穩(wěn)定上升階段的軌... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氣液兩相流中氣泡探測與識(shí)別的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 靜水環(huán)境中氣泡的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 橫流環(huán)境中氣泡的研究現(xiàn)狀
    1.3 本研究的主要內(nèi)容與方法
第二章 靜水中通氣實(shí)驗(yàn)裝置及測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法
    2.2 高速攝像測試系統(tǒng)
    2.3 圖像處理方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 靜水環(huán)境中氣泡運(yùn)動(dòng)特性的研究
    3.1 靜水中氣泡初生形態(tài)
    3.2 氣泡上升運(yùn)動(dòng)過程及形態(tài)特性
        3.2.1 區(qū)域A內(nèi)氣泡上升運(yùn)動(dòng)軌跡及速度
        3.2.2 區(qū)域B內(nèi)氣泡上升運(yùn)動(dòng)軌跡及速度
        3.2.3 通氣流量與氣泡大小的關(guān)系
        3.2.4 靜水中氣泡終速度與當(dāng)量直徑
        3.2.5 靜水中氣泡的縱橫比
    3.3 本章小結(jié)
第四章 橫流中通氣實(shí)驗(yàn)裝置及測試方法
    4.1 水洞和通氣裝置
        4.1.1 水洞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        4.1.2 通氣系統(tǒng)
    4.2 光學(xué)測量方法
        4.2.1 高速攝像系統(tǒng)
        4.2.2 PIV測速系統(tǒng)
    4.3 實(shí)驗(yàn)過程
    4.4 本章小結(jié)
第五章 橫流中氣泡動(dòng)力學(xué)特性的研究
    5.1 橫流中氣泡初生形態(tài)
        5.1.1 形態(tài)類別與分析
        5.1.2 氣泡形態(tài)對(duì)應(yīng)的尺寸分布
        5.1.3 氣泡初生形態(tài)的演化過程
    5.2 低水流速度工況
        5.2.1 氣泡軌跡
        5.2.2 氣泡速度
        5.2.3 橫流中氣泡終速度與當(dāng)量直徑
        5.2.4 橫流中氣泡縱橫比與動(dòng)力學(xué)分析
    5.3 高水流速度工況
        5.3.1 氣泡運(yùn)動(dòng)軌跡
        5.3.2 氣泡尺寸分布
        5.3.3 含氣率
    5.4 流場結(jié)構(gòu)分析
        5.4.1 速度場與氣泡的關(guān)聯(lián)
        5.4.2 渦量分布與氣泡的關(guān)聯(lián)
        5.4.3 時(shí)均速度場分布
        5.4.4 時(shí)均渦量場分布
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的相關(guān)科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的氣泡水平尺自動(dòng)檢測系統(tǒng)研究[J]. 喻婷,朱善安.  機(jī)電工程. 2017(03)
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博士論文
[1]牛頓流體中氣泡動(dòng)力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 蔡子琦.北京化工大學(xué) 2011
[2]礦物浮選氣泡速度和尺寸分布特征提取方法與應(yīng)用[D]. 許燦輝.中南大學(xué) 2011
[3]氣液（漿）反應(yīng)器流體力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[D]. 王鐵峰.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]起泡劑作用下單氣泡運(yùn)動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 賈彥.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[2]海底冷泉滲漏氣泡流速的超聲多普勒測量實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉潤華.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[3]底吹氣泡在液體中的行為研究[D]. 周航.東北大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3193595