排灌机械工程学报

作者：庞春波,袁寿其*

单位：1. 江苏大学能源与动力工程学院, 江苏 镇江 212013; 2. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013

关键词：气泡动力学,横流,高速摄像,气泡终速度,量纲一数

基金：国家自然科学基金资助项目(51779107)

为研究横流中气泡的几何特征和动力学特征,采用向循环水洞中通气的方法形成气泡,利用高速摄像技术对气泡的形态及演化过程进行采集,并基于MATLAB软件编写特定算法,对获得图像中的气泡特征参数进行提取.对气泡的初生形态、受力分析、运动轨迹、上升角度、尺寸与脱离频率进行分析,并获得了气泡终速度和当量直径的线性关系,通过量纲一数的分析,将气泡纵横比与韦伯数相关联,得到以下结论:随着雷诺数的增加,气泡脱离尺寸减小,脱离角度增加并且脱离频率呈线性增加趋势;气泡运动轨迹与静水环境中相似,分为直线段和振荡段,上升角度变化呈正弦规律且随雷诺数增加而逐渐稳定.轨迹随着水流速度的上升逐渐倾斜接近于直线,振荡段摆幅降低;气泡的终速度随着当量直径的增加迅速减小,小气泡的速度上升速度较快;高雷诺数下气泡形变与表面张力的关联可以忽略.

来源：2020年第10期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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