【摘 要】
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高坝泄水时常常出现下游总溶解气体过饱和的现象,进而导致鱼类罹患“气泡病”并大规模死亡,这吸引了国内外学者广泛的关注。本文设计了室内机理实验,研究了总溶解气体过饱和水体的生成与释放过程,识别总溶解气体（Total Dissolved Gas,简称TDG）释放过程的影响因子。随后结合实验数据对滑移渗透（Slip Penetration）模型的气泡界面传质系数进行率定。现阶段对此模型的参数率定研究尚少,
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高坝泄水时常常出现下游总溶解气体过饱和的现象,进而导致鱼类罹患“气泡病”并大规模死亡,这吸引了国内外学者广泛的关注。本文设计了室内机理实验,研究了总溶解气体过饱和水体的生成与释放过程,识别总溶解气体（Total Dissolved Gas,简称TDG）释放过程的影响因子。随后结合实验数据对滑移渗透（Slip Penetration）模型的气泡界面传质系数进行率定。现阶段对此模型的参数率定研究尚少,对共轴气泡聚并加入总溶解气体浓度的研究分析也尚不深入,本文将气液传质系数引入气泡聚并的过程中,考虑气泡聚并对传质的影响。得到结论如下:（1）反应器加压到0.15Mpa时,TDG水体饱和度可达到130%以上,混合5min,生成水体的饱和度与未混合时相比可增长2%-5%左右。（2）对影响因子进行单因子分析,结果表明:通气量Q的影响程度最大,水深h次之,曝气孔径D最小;3种影响因子都可极大地加速TDG的释放过程,即提升了气液传质速度。（3）基于滑移渗透模型的气泡界面传质系数,对Q=0.6m~3/h,h=0.8m,D=0.9mm的实验工况进行传质公式的参数率定,结果表明:参数β的取值范围在0.35-2.1时,参数β的值越高,TDG的释放速率越大,当率定参数为0.35时,与实验拟合度最好。（4）通过计算三个无量纲数:雷诺数,厄特沃什数以及莫顿数,可预测气泡上升的最终形态与数值模拟相符。利用率定后的界面传质公式,对比加入传质系数前后的计算云图和气泡聚并前后的TDG浓度变化,结果显示:聚并后的浓度变化率低于聚并前,这表明气泡聚并虽然产生了表面更新,但减小了传质面积,对传质作用产生消极影响。
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