气泡发生器流动特性模拟与结构分析

发布时间：2021-07-09 09:20

　　气泡发生器广泛应用于在化工、能源、医疗等众多领域。其中文丘里式气泡发生器采用自吸方式,具有结构紧凑、耗能小等优势,近年来被广泛采用。其内部的流动特性直接影响气泡发生器的发泡性能,目前对气泡发生器内部流动特性和结构参数研究较少,因此气泡发生器的工作特性和结构上的优化具有重要的意义。本文首先对气泡发生器建立合理的三维物理模型,对该模型进行精确的网格划分后,采用RNG k-ε湍流模型和PBM模型进行数值模拟计算。通过模拟气泡发生器内部流动特性,对管内流场分布及气泡粒径分布规律进行了分析。结果表明,气相从进气管进入喉部内,瞬间被高速流体带走,进入扩张段后速度明显降低。管内两相以轴向流动为主,并随着两相的流动,径向速度差逐步减小,在气泡发生器出口处两相已基本混合均匀;扩张段内压力变化较大,结合气泡粒径的结果分布情况,气泡的主要碎化核心区在扩张段入口附近,同时该位置也是压力梯度峰值的位置,说明压力的骤升是气泡破碎的原因之一。此外在扩张段入口附近,湍动能值迅速增加,说明两相在此处发生了大量的能量交换,强烈的紊流剪切力是气泡破碎的另一个重要原因。同时通过改变入口液相工况的流量,对气泡发生器不同水流量下... 

【文章来源】：东北电力大学吉林省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

小球式气泡发生器该气泡发生器为类文丘里管型式，该种发生器在进气口前管道内部安装一个略小于管

该种型式取消了管内的小球结构，更换为带有小孔的挡板，如图1-2。当加压水流经小孔时，空气由进气腔再经过均气板进入主通道内，改结构产气原理与第一种型式类似，经过水的射流形成低压区，空气由于流体紊流作用碎化成微泡[22]。

图 1-2 改进型气泡发生器Gabbard[23]设计出液滴式气泡发生器，如图 1-3。该发生器采用非机械式，寿命长高。内置液滴式气泡发生器是一种类文丘里型式气泡发生器[24]，该型式内部安装扰流件，气体通过导管进入液滴腔内部，再通过 48 个直径 0.4mm 的小孔产生出气由于湍流作用从而碎化成小气泡。通过对该种型式的实验表明，增加水流量气泡应减小，但与气流量和小孔直径无关。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3273478