30、多领域研究进展：从气泡合并到压电能量收集

多领域研究进展：从气泡合并到压电能量收集

1 油滴分离效率与粒径关系

油滴的迁移轨迹会因多种因素而显著变化。在特定条件下，内旋流作用使得更多油滴被溢流口捕获。当油滴粒径较小时，分离效率为 76%；而当油滴粒径增大到 21μm 时，很少有油滴从底流口逃逸，分离效率高达 94%。这表明油滴粒径对分离效率有着重要影响，较大粒径的油滴更易于分离。

2 气升式环流反应器中气泡合并机制研究

2.1 研究背景与意义

气升式环流反应器在湿法冶金和空气浮选除油等领域应用广泛。影响反应器内气体分布的核心部件是多孔阻力板和气体 distributor。目前，这些部件的设计主要基于经验原则，未充分考虑气泡间的合并与相互作用。由于气泡合并行为复杂，现有模型多为半理论半经验模型，难以确保气 - 液设备的高效运行。因此，研究气泡上升过程中的合并与相互作用对气 - 液设备设计具有重要理论意义。

2.2 研究方法

2.2.1 控制方程

• 由于气泡直径较小，表面张力影响不显著，忽略表面张力的动量方程可简化为：
• (\rho\left(\frac{\partial u}{\partial t}+(u\cdot\nabla)u\right)=-\nabla p + \nabla\cdot(2\mu D)+\kappa\delta_sn+\rho g)
• 其中，(p) 为压力，(\mu) 为动态粘度，(\kappa) 为界面曲率，(\delta_s) 为与界面相关的狄拉克分布，(n) 为界面单位法向量。(D) 为应力张量，(D_{ij}=\frac{1}{2}\left(