初始尺寸对气泡在水中的几何和运动特征的影响

• 作者: 庞春波 康灿 张伟 邹子文
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 气泡尺寸 喷嘴直径 气泡变形 纵横比 气泡终速度
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 页码范围: 3021-3032
• 页数: 12页
• 字数: 748字
• 语种: 英文

摘要

为了探究和描述气泡尺寸对气泡的几何形态及运动学特征的影响,使用6种不同直径的喷嘴采用向水中通气的方法产生了不同尺寸的气泡,采用高速摄像系统对气泡图像进行采集,并结合专门开发的软件分析了气泡发展过程中的形状、运动轨迹和速度的变化.实验过程中获得的气泡尺寸范围为0.25～8.69 mm.结果表明,气泡脱离喷嘴后,气泡形态依次经由椭球形、球帽形、蘑菇形,最终转变为稳定的椭球形.随着气泡尺寸的增大,气泡表面的波动加剧.在气泡运动的稳定阶段,气泡的轨迹可近似用正弦曲线来描述.同时,随着气泡尺寸的增大,气泡轨迹有被拉直的趋势,横向分速度对气泡轨迹的影响减弱.研究结果解释了与大尺寸气泡相关的现象,拓展了已发表的气泡终速度与气泡当量直径之间的关系.