王涌，金良安，徐上

(海军大连舰艇学院航海系，辽宁大连116018)

水中气泡上升的理论广泛应用于海洋、化工、环境等诸多领域，其与周围流体的相互作用对气液两相流的流动与输运等特性有着重要影响，是两相流领域工程应用研究的热点［1-2］。一些学者对气泡间的相互作用、气泡周围流体的速度场等相关问题进行了研究，结果表明，上升气泡对周围流场的影响较为复杂，其附近一定范围的水体随之向上运动，而远离气泡的水体则向下回流［3-7］。在利用大气泡消除舰船尾流等海洋工程应用中，重点关注的就是气泡上升对附近水体的携带作用［8-10］。为此，迫切需要对这一作用的大小 (本文中称其为气泡上升携带水体的能力)进行较为准确的测量及表征。但由于气泡携带的上升水体往往与周围水体混在一起，难以对其进行有效的分离和测量，因而鲜见与气泡上升携带水体能力的直接相关的文献报道。徐上等［11］的初步试验表明，气泡水体携带能力的大小受注入气量、注气速度、喷嘴特征、气体施放深度等诸多因素的影响。在此基础上，本研究中，作者选取多种不同口径的喷嘴，分别与3种不同口径的转接头组合进行生成气泡试验，并利用专门设计的双液分离装置对气泡上升携带水量进行测量，进而研究喷嘴口径这一重要参数对气泡上升携带水体能力的影响，旨在为海洋等领域的相关工程应用研究与设计提供参考依据。

1 试验设计

1.1 试验原理

气泡在水中上升的过程中，由于气液两相间复杂的相互作用，会携带其附近一定范围的水体向上运动，该范围越大，气泡对水体的携带能力就越强，但其确切边界显然不易确定。……