气泡上浮运动与传热传质的耦合模型

摘要

针对舰船主机尾气消尾流技术中的气泡上浮运动,分别建立气泡非等温传热、瞬态非平衡传质及其速度、半径等各微分方程,进而构建液体中高温气泡上浮运动的耦合模型.将模型仿真结果与实验、文献研究比对,获得并分析气泡半径及运动速度的误差值,证明模型能够模拟不同温差的气泡在液体中的上浮过程,并得到气泡运动特性的影响规律:传质加速小气泡消失,使中等气泡半径持续减小,但对大气泡影响微弱;气泡运动初期为迅速的非等温传热过程,随气泡半径增大,热流密度变化幅度及热传导效率均下降;压强对气泡运动影响基本保持不变.三者综合作用使非等温传热初期气泡半径迅速下降.随后大气泡平缓增大;中等气泡缓慢地先减小后增大;而小气泡逐渐溶解在液体中.