粘弹性流体中气泡上升过程的轨迹

李少白，徐 双，范俊赓，栾敬德

(沈阳航空航天大学能源与环境学院 辽宁省清洁能源重点实验室，沈阳 110136)



粘弹性流体中气泡上升过程的轨迹

李少白，徐 双，范俊赓，栾敬德

(沈阳航空航天大学能源与环境学院 辽宁省清洁能源重点实验室，沈阳 110136)

为了研究粘弹性流体中稳定上升的气泡运动轨迹，主要对稳定上升的气泡在3种不同浓度的粘弹性流体(聚丙烯酰胺-PAA溶液)中运动轨迹进行了实验研究。结果发现气泡的上升轨迹主要分为2种：直线型和螺旋型。气泡运动轨迹变化与气泡的形状及流体的浓度有关，气泡形变越大，轨迹越易由直线型转变为螺旋型。轨迹的不稳定还与溶液的粘弹性剪切变稀流体的流变性质有关，随着溶液浓度的增加，气泡运动轨迹由螺旋形转变为直线型。通过螺径螺距比r/L表示螺旋线的弯曲程度，随着Re的增大，螺径螺距比也越来越大，最终逐渐趋向稳定。

粘弹性流体；轨迹；形状；流变性质

涉及气泡运动的气液两相流广泛应用于工业生产过程中，如：能源、化工、生物、复合材料加工等领域[1]。在上述工业生产过程中，所涉及流体多为非牛顿流体。半个世纪以来，许多学者对非牛顿流体中的气泡运动过程做了大量的研究[2-4]。尽管在有些问题上已经取得一些重要的突破和进展，但在一些基本运动过程中还留有一些重要问题有待解决和研究，如非牛顿流体中的气泡上升轨迹、气泡聚合、气泡群的相互作用等一些问题的机理还未得到有效解决。……