张志友, 金良安, 苑志江, 何升阳

(海军大连舰艇学院 航海系, 辽宁 大连 116018)

不同盐度下海水表面张力系数的表征研究

张志友*, 金良安, 苑志江, 何升阳

(海军大连舰艇学院 航海系, 辽宁 大连 116018)

为研究不同盐度下海水表面张力系数的表征，并精简其表面张力系数的测定手段，根据气泡在海水中的受力情况，建立了海水中的气泡脱离体积及瞬时稳态上浮速度模型。通过搭建气体水下排放试验台，使用常压空气和6种不同盐度的海水分别作为实验的气相和液相，将气泡划分为低雷诺数缓慢上浮及高雷诺数快速上浮2种运动状态，并分别进行实验。用高速摄影技术对气泡运动进行实验观测，通过MATLAB编程对拍摄的图像进行分析处理，测定气泡脱离体积及瞬时稳态上浮速度。将实验数据代入到所建立的模型中，获得不同盐度下海水表面张力系数表征函数。结果表示，当气泡在非射流情况下生成及上浮时，气泡处于小半径慢速运动状态，属于低雷诺数运动过程，海水盐度与表面张力系数拟合效果理想，模型计算值与实验数据符合良好，偏离程度不到2%。

气泡形成；海水盐度；生成体积；上升速度

0 引 言

表面张力是多相系统的重要界面性质，对泡沫分离、蒸馏、吸附、湿润等过程存在着重要影响，且广泛存在于船舶与海洋结构物、能源与环境以及化学工业等众多领域[1]。海水中气泡生成及上升运动过程均受到海水表面张力作用[2]。现有的表面张力系数测定95%都是在常压或沸点条件下进行的，测定方法分为动力学法和静力学法，动力学测定方法复杂，精度低，致使此类测定方法成功应用实例少[3]，因此实际多采用静力学测定法。……