由泡反弹和形状振荡引起的界面质量转移增强
Hongfei Dai1, Wei Ding2, Karin Schwarzenberger1
1Institute of Process Engineering and Environmental Technology, Technische Universität, Dresden, Helmholtzstr. 14, 01069, Dresden, Germany; Institute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, Dresden 01328, Germany.
跳跃时的气泡形状振荡通过接口更新将质量转移提高20%. 这种效应是由低级振荡模式驱动的,促进循环和边界层分离以提高效率.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 质量转移现象是指质量转移现象.
- 泡动力学 泡动力学
背景情况:
- 预计泡反弹期间的形状振荡会增强质量转移.
- 精确的机制和控制因素 (幅度与频率) 仍然不清楚.
研究的目的:
- 为了研究泡形状振荡如何增强质量转移.
- 为了确定低级或高级模式是否主要负责这种增强.
- 阐明接口更新,循环和边界层分离的作用.
主要方法:
- 利用高时空分辨率的光学方法:平面激光诱导的光,粒子图像速度测量和影像学.
- 量化溶解氧度,流场和泡形态.
- 开发了一种形状分解方法来分析泡振荡模式.
主要成果:
- 与形状振荡相结合的泡反弹,与经典模型相比,增加了大约20%的质量转移.
- 由循环和度边界层分离驱动的观察到的接口更新,与低级大幅度振荡相关.
- 流动和度场的时空进化证实了这些机制.
结论:
- 气泡形状振荡,特别是低级模式,在弹跳时显著增强质量转移.
- 增强机制涉及通过循环和边界层分离的接口更新.
- 提出了一个扩展的谢尔伍德数公式,以低级模式振荡的气泡反弹.
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