射流场中单个气泡破裂的CFD模拟与PIV实验研究

• 作者: 冯俊杰 姜杰 孙冰 蔡子琦 高正明
• 来源期刊: 高校化学工程学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 气泡 破裂 粒子成像测速(PIV) 计算流体力学(CFD) 射流场
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 传递现象与单元操作
• 页码范围: 286-294
• 页数: 9页
• 分类号: O359.1
• 字数: 4736字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2018.02.006

摘要

气泡的破裂行为能够直接改变相界面积与流场分布,进而对于多相反应器中的传递与反应过程产生重要影响.由于在湍流与气泡破裂机理以及数值模拟方法上仍存在诸多不足,目前针对湍流环境中自由运动的气泡破裂过程研究仍非常欠缺.作者分别在二维与三维数值模拟条件下,利用VOF模型研究了单气泡在典型射流场中的运动、形变与破裂过程,并通过高速摄像与PIV方法同步开展了实验研究.该研究对气泡破裂过程特别是破裂前后的形态、周围流场以及与气泡间的相互作用进行了分析.结果表明,该流场条件下液相的剪切作用是气泡破裂的主要影响因素;由于二维模拟可以使用精度更高的网格,对于气泡形变与破裂过程中的界面变化模拟相对精确,而三维模拟对于流场整体结构的模拟更接近PIV实验结果,而在气泡的扭曲变形还原方面误差相对较大.该研究对于实际破裂过程具有较好的参考价值,有助于加深多相流体力学认识,为相关多相反应器的设计与优化提供理论支撑.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	高正明	北京化工大学化学工程学院	83	1163	21.0	33.0
2	孙冰	中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室	11	24	3.0	4.0
3	蔡子琦	北京化工大学化学工程学院	14	39	3.0	6.0
4	姜杰	中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室	18	99	4.0	9.0
5	冯俊杰	中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室	3	3	1.0	1.0