计及气泡诱导与剪切湍流的气泡破碎、湍流相间扩散及传质模型

摘要

在以鼓泡塔为代表的气液鼓泡流动中,存在着气泡诱导湍流(BIT)和剪切湍流两种湍流机制,并且二者在不同的时间、空间范围内既相互竞争又共同作用。受制于BIT动能能谱的形式和特性不够完整清晰,过去的研究中关于BIT如何对气泡破碎聚并、相间作用力、相间传热传质等相间相互作用过程产生影响的结论比较模糊。因此,本文在具有波数κ-3特性的BIT能谱的基础上,提出了在不同工况下考虑BIT与剪切湍流共同作用的研究思路。研究结果表明,考虑两种湍流机制的气泡破碎模型和湍流相间扩散模型对BIT在整体或局部占据不同程度主导地位的情况,都能很好地捕捉气液鼓泡流动的动力学特性,为进一步准确揭示气液相间传质过程的内在机理提供了基础。