双喷嘴连续气泡生成与聚并行为的数值模拟

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wareware1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
气泡间的碰撞和聚并等相互作用行为普遍存在于鼓泡塔等气液接触设备中,这些现象会显著改变气泡尺寸、气液接触面积以及气泡在液相中的停留时间等从而影响设备的热质传递效率。本文采用数值模拟方法研究了牛顿流体和非牛顿流体中由双喷嘴连续生成气泡的过程,由于相邻连续气泡间的相互作用机制是建立泡群传热及传质数学模型的基础和先决条件,因此,研究结果可为鼓泡塔等设备的设计与优化提供理论指导。采用二维流体体积(2-D VOF)法对牛顿流体和幂律型非牛顿流体中双喷嘴连续生成气泡的聚并和后继演变行为进行了数值模拟。分别将能够描述幂律流体流变性质的幂律模型和表面张力的连续表面张力模型加入到VOF方法中,利用网格独立性验证的方法得到适宜的网格尺寸并通过实验方法验证了模拟方法的有效性和准确性。通过模拟得到了三种不同的气泡流型以及流型之间的转变线。在牛顿流体和非牛顿流体中,都存在两个临界喷嘴间距,即气泡在脱离喷嘴前发生聚并的临界喷嘴间距Lc1和交替生成的气泡发生在线聚并的临界喷嘴间距Lc2。当L<Lc1时,气泡流型为水平聚并(第Ⅰ流型);当Lc1<L<Lc2时,气泡流型为交替生成并发生在线纵向聚并(第Ⅱ流型);当L>Lc2时,气泡流型为并排上升,无聚并现象的发生(第Ⅲ流型)。采用无因次准数Ca数和BoL数分析了牛顿流体中连续气泡的聚并时间,以此作为气泡流型的判定准则。采用无量纲准数Re数和Bo数对非牛顿流体中连续气泡的动力学行为进行了分析,并通过数据回归建立了预测气泡流型间无量纲喷嘴间距的经验关联式。考察了喷嘴间距、喷嘴直径、气体流速、牛顿流体的黏度以及非牛顿流体的流变性质等对连续气泡动力学行为的影响。气泡流型主要取决于气泡尺寸和气体流速,喷嘴直径会影响生成气泡的尺寸,气体流速与气泡的生成频率和液相扰动有很大关系,牛顿流体的黏度则会影响气液界面附近液膜内流体的运动速度,从而改变气泡的生成时间和分离体积,非牛顿流体的剪切变稀性质会影响气泡在线相互作用。因此,在相同条件下,分别增大喷嘴直径、气体流速、牛顿流体的黏度和非牛顿流体的流动指数,将促进气泡流型由(第Ⅱ流型)向(第Ⅰ流型)或者由(第Ⅲ流型)向(第Ⅱ流型)转变。对于第Ⅱ气泡流型,分别增大喷嘴直径、气体流速和减小牛顿流体的黏度、非牛顿流体的流动指数,气泡在线聚并高度会减小。
其他文献
中国当代乡土文学是中国农耕文明下诞生的乡土文化,它有超越地域性的诗学追求,能够实现民族历史传统与地域特色的统一;且乡土文学是一个世界性文学主题,本质上有助于中华民族
本文从员工诚信的实质含义出发,以员工作为人力资源价值的载体,探讨员工实现其对组织承诺所应具备的素质和能力,记录员工实践诚信的过程,发现员工的主导需求,有针对性地制定
以刚竹属的紫竹为代表,逐月定点、定株、定量采集叶样,分别用硝酸铝-亚硝酸钠比色法和异羟肟酸比色法测定总黄酮和总内酯含量, 并采用X-XOD-Luminol 的O* -2产生体系和VC-Cu2
全面了解高职院校高等数学课堂情感教学现状,需深入了解学生对于高等数学课的情感需求,对此我们广泛开展调查工作。笔者通过充分查阅相关资料选择出与调查内容相关的问题,分
从结合学生年龄阶段特点,选择合适的课堂互动模式;在合作探究学习中,提升课堂的互动性;利用多媒体教学,提升师生之间的互动性几方面,研究互动教学模式在数学课堂的运用,营造
杂种优势利用是提高作物产量的一条重要途径。甘蓝型油菜(Brassica napus)存在很强的杂种优势。前人的研究一致表明:遗传差异大的亲本配制的杂种,优势强。因此了解种质资源的遗
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
一、春化相关基因全长cDNA序列及其启动子的克隆与分析研究通过建立小麦(Triticum aestivum.L.cv Jingdong No.1) 胚芽春化cDNA文库,以春化相关基因VER2的3’端序列为探针,筛选获
水稻籼粳杂种具有极强的超亲优势。充分利用籼粳杂种优势,是当前水稻遗传育种的研究热点。本研究从选育水稻亲籼型不育系角度出发,针对籼粳杂种育性这一制约籼粳杂种优势利用
为实现空间非合作目标姿态的测量,基于特征建模的思想,提出了一种根据目标激光点云数据进行高效处理的智能测姿态方法.首先,针对空间目标姿态测量的需求,寻找并实现能够高效