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氣泡bubble

時(shí)間:2020-03-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 瀏覽:
在工程上一般由氣體通過小孔進(jìn)入液層分散而成。氣泡(分散相)與液體(連續(xù)相)系統(tǒng)的流動(dòng)是化工上常見的氣液兩相流,也是增加氣液兩相接觸面積常用的方法。在板式塔中,這種方法用于氣體吸收和液體精餾;在鼓泡反應(yīng)器中,用于完成氣液相反應(yīng)過程。此外,在液體沸騰時(shí),由于液體汽化也產(chǎn)生氣泡。至于在聚式流態(tài)化床層中,大部分氣流也以氣泡形式通過床層,但這種氣泡的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性與一般氣泡不同(見流態(tài)化)。
  一般氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與液滴有許多相同之處。氣泡內(nèi)也可能出現(xiàn)內(nèi)循環(huán),大氣泡有變形、振蕩和分裂等現(xiàn)象。但氣泡的密度、粘度都比連續(xù)相的低得多,??珊雎圆挥?jì)。因此,對(duì)液滴運(yùn)動(dòng)導(dǎo)出的公式(如沉降速度)用于氣泡時(shí),必須略加修改。例如小氣泡的上升速度為:
        

式中g為重力加速度;d為氣泡直徑;v為液體的運(yùn)動(dòng)粘度。此式從哈德瑪-賴布?xì)J斯基公式(見液滴)略去氣泡的密度和粘度簡(jiǎn)化而得。
  大氣泡(體積大于3cm3)主要出現(xiàn)在水下爆炸和液態(tài)金屬加工等過程中。這類氣泡有特定的幾何形狀,如球帽形(圖a)裙形(圖b)。球帽形氣泡的前緣近似于球的一部分,后緣通常是平坦的,也可能是不規(guī)則的。當(dāng)連續(xù)相粘度很高時(shí)(一般大于0.1Pa·s),氣泡后緣可能拖著環(huán)形薄層(厚度約為 50μm),稱為流體“裙”。

特殊形狀的大氣泡  球帽形

 

特殊形狀的大氣泡  裙形

  當(dāng)Re>40時(shí),球帽形氣泡的上升速度根據(jù)戴維斯-泰勒方程計(jì)算:
    

式中Rc為球帽前緣區(qū)域的曲率半徑。  
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