氣泡泡壁傳質(zhì)效應(yīng)及其應(yīng)用綜述

沈鈞煒，張宇寧,*，冼海珍

氣泡泡壁傳質(zhì)效應(yīng)及其應(yīng)用綜述

沈鈞煒1,2，張宇寧1,2,*，冼海珍1,2

（1. 華北電力大學(xué)電站能量傳遞轉(zhuǎn)化與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102206；2. 華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，北京 102206）

氣泡泡壁傳質(zhì)效應(yīng)指的是氣泡在液體中通過擴(kuò)散、對流等質(zhì)量傳輸機(jī)制而生長或溶解的物理過程及相關(guān)效應(yīng)，其在醫(yī)學(xué)、聲學(xué)、核領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。影響傳質(zhì)效應(yīng)的參數(shù)主要包括氣泡用于傳質(zhì)作用的界面面積、溶解氣體的濃度、周圍流場的作用等。本文對已有的傳質(zhì)效應(yīng)及相關(guān)物理模型進(jìn)行了一個(gè)較為系統(tǒng)的綜述，對傳質(zhì)效應(yīng)所涉及的傳質(zhì)方程求解、泡壁運(yùn)動(dòng)方程求解、閾值條件計(jì)算等進(jìn)行了數(shù)學(xué)解析求解。此外，對非牛頓流體、液態(tài)金屬等介質(zhì)中的傳質(zhì)效應(yīng)研究以及高濃度模型做了簡要的描述與分析。

泡動(dòng)力學(xué)；傳質(zhì)效應(yīng)；整流擴(kuò)散；閾值條件

在核領(lǐng)域，空化和氣泡動(dòng)力學(xué)一直被廣泛關(guān)注。空化現(xiàn)象作為一種特殊的流體現(xiàn)象，常常出現(xiàn)于核反應(yīng)堆及其附屬裝置的管道與泵中，可能會(huì)導(dǎo)致泵性能和效率的嚴(yán)重降低，同時(shí)還會(huì)伴有物理損傷、振動(dòng)和噪聲，從而嚴(yán)重影響泵的安全運(yùn)行。由于核反應(yīng)堆所涉及的泵需要在極端工況下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，空化所帶來的安全隱患非常巨大[1,2]。此外，氣泡生長脫離及其沸騰核化過程也將嚴(yán)重影響核反應(yīng)堆效率、運(yùn)行安全。因此，針對氣泡的運(yùn)動(dòng)及其傳熱傳質(zhì)等行為的研究具有重大的意義[3]。……