泡滴运动

气泡和液滴是能够变形和运动的。泡、滴的最大尺寸约在0.5微米到10厘米之间。自然界的雨、雾以及工业中的沸腾、浮选、发酵、蒸馏、萃取流态化和喷雾干燥等过程都发生这类运动。运动泡滴与周围介质之间都有明显的相界面，并常有相间的传热和传质。图1示意地表示几种静止泡、滴的形状。图2是在不同参数范围内，流动泡滴的形状。图中的三个无量纲数为：

厄缶数 Eo＝gΔρd/σ，

莫顿数 Μ＝gμΔρ/ρσ，

雷诺数 Re＝ρdU/μ。

式中g为重力加速度；ρ为流体密度；Δρ为泡(或滴)与周围介质的密度差的绝对值；d是与泡(或滴)同体积圆球的直径；μ为周围介质的动力粘性系数；σ为界面张力；U为泡(或滴)的速度。利用上述三个无量纲数可得出不同范围内泡滴在受阻的重力运动下的形状(图2)。

图1

图2

研究泡、滴运动是把它们作为浸没物体来处理的。研究内容包括对球形或非球形气泡和液滴在低雷诺数或高雷诺数下的曳力系数、终端速度、压力和流速分布、泡(或滴)内的旋流和尾部外面的涡流、传热系数和传质系数等。此外还研究器壁及其糙度的影响、表面活性物质的影响以及泡滴在生成和破裂过程中的行为等。目前还只能对形状不变且分布均匀的泡、滴运动作出理论分析。而对于实际生活中常见的泡滴群运动问题，如流化床中的气泡群(见流态化)、鼓泡塔或蒸馏塔中的气泡群、液-液萃取塔中的液滴群等，通常只能依靠半经验的方法解决。

参考书目 R.Clift，J.R.Grace and M.E.Weber，Bubbles，Drops and Particles，Academic Press，New York，1978.