[实用新型]一种基于温度变化的溶解气泡界面参数测试装置

说明书

本实用新型公开了一种基于温度变化的溶解气泡界面参数测试装置，包括水浴加热槽，水浴加热槽中设置有气泡产生容器，气泡产生容器中连接有用于产生气泡的气泡发生系统，气泡产生容器中还设置有用于吸附气泡的金属板，水浴加热槽的两侧分别设置有用于为气泡补光的光源系统和用于记录气泡形态变化的高速摄像系统，且高速摄像系统连接至数据采集系统。本实用新型可以得到气泡的溶解速率及表面张力大小，并通过恒温水浴加热的方式，控制气泡所处温度场的变化，可观察气泡界面参数随温度的变化，进而控制气泡对体系传质效率的影响。

技术领域

本实用新型属于多相流体系中界面传热传质领域，涉及一种气泡溶解测试装置，具体涉及一种基于温度变化的溶解气泡界面参数测试装置。

背景技术

相际传热传质在化工过程和生物领域中广泛存在，其中气体在两相中通过气泡或液滴界面的转移是典型的界面传质过程，气液界面在相间传质中起着关键作用，所以大多研究都集中在界面对转移过程的阻力作用上，即界面如何影响转移过程。气泡在运动过程中与液体发生非等温传热传质过程，故气泡在溶解过程中的界面特性，如溶解速率、表面张力等，往往成为工业过程、体质效率的关键。

目前对于气泡溶解特性的研究，大多数学者的研究方法主要分为三种，一种是理论研究法，有学者将空气看作单一气体研究了静止空气泡在非饱和水溶液中的特性；一种是实验观测法，通过可视化实验，观察气泡溶解时的界面特性；另外一种是数值模拟法，构建界面周围的传质边界层模型以及利用界面非平衡传质理论，对气泡溶解过程的界面特性进行数值模拟。理论研究法是最基础的研究方法，对研究假设进行检验，但不能将实际情况考虑完全，忽略了气泡溶解时的随机运动状态，且不能实时观察气泡行为及其界面特性。实验观测法比较真实客观，但不易对气泡溶解过程做出精确的分析与判断，同时也很难验证。数值模拟法通过模拟气泡在液体中的溶解过程，观察气泡参数的变化，但模拟过程中，往往需要对气泡模型及边界条件进行简化，或多或少都会产生一定误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于温度变化的溶解气泡界面参数测试装置，以克服现有技术的缺陷，本实用新型可以得到气泡的溶解速率及表面张力大小，并通过恒温水浴加热的方式，控制气泡所处温度场的变化，可观察气泡界面参数随温度的变化，进而控制气泡对体系传质效率的影响。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于温度变化的溶解气泡界面参数测试装置，包括水浴加热槽，水浴加热槽中设置有气泡产生容器，气泡产生容器中连接有用于产生气泡的气泡发生系统，气泡产生容器中还设置有用于吸附气泡的金属板，水浴加热槽的两侧分别设置有用于为气泡补光的光源系统和用于记录气泡形态变化的高速摄像系统，且高速摄像系统连接至数据采集系统。

进一步地，所述气泡发生系统包括插在气泡产生容器内介质中的毛细管，以及连接在毛细管上的微型注射泵。

进一步地，所述毛细管包括与微型注射泵相连的直线型毛细管以及与直线型毛细管一体成型的勾型毛细管，勾型毛细管的出口端竖直向上，且勾型毛细管的出口端位于金属板的正下方。

进一步地，金属板的底部设置有凹槽。

进一步地，水浴加热槽中介质通过电加热系统加热。

进一步地，水浴加热槽中设置有用于检测温度的热电偶测温装置。

进一步地，水浴加热槽、光源系统和高速摄像系统均设置在支撑架上，且三者共线。

进一步地，气泡产生容器采用玻璃缸。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：