分析并且透彻研究高粘度液体内部产生气泡的原理和过程,从根本上弄明白高粘 度液体内部气泡以及其表面气泡生成方式的相同点和不同之处,是提高真空脱泡效率 和效果稳定性的基础性的步骤,也是一切研究的根本和前提条件。在粘度较高的液体 中,气泡虽然受到浮力,但是仅仅依靠自身浮力浮到近液面处确实非常困难。所以目 前运用真空搅拌脱泡和真空薄膜脱泡是从液体中将气泡分离出来的比较理想的方法[3]。84944
1 搅拌脱泡的研究现状综述
目前工业上采用最多的是在真空搅脱泡中搅拌叶片与内部流体构成流-固耦合系 统[4]。有科学家依据空化泡的气泡运动理论和流体力学理论,提出了新型的几何非对 称大叶片式搅拌桨,通过周期性改变搅拌转速,利用气泡运动特征对盛放液体的器皿 内被搅拌的压强场特性进行分析。但是当叶片不停地转动时,其造成的液体震动必然 引起液体内部压力分布发生变化,当搅拌速率波动太大时,反而会引起刚刚溢出的气 泡因液体内部与大气压的压差而进入液体,从而适得其反。所以应该找到最合适的桨 槽间隙,螺距比,螺带宽度,使得气泡运动速度适中,脱出的气泡最多,进入的气泡 最少,提高效率。论文网
而且搅拌脱泡法对于仪器的材料也有要求,不可选用表面太过平滑的材料。因为 一般来讲,当容器的壁面比较粗糙时会比壁面光滑平整要更早地产生气泡核。这是由 于粗糙表面是不平整的,这会导致气液混合物在经过表面时分离[5]。壁面上细小凹陷 区内部窝藏留下的空气,当气体受到流场压强的巨大波动脱离带有很多凹坑的器皿表 面而形成微气泡,溃灭后生成之前提到的高压水射流损坏仪器。
2 薄膜脱泡的研究现状综述
即使是粘度在高的液体都具有流动性质[6]。于是在真空薄膜脱泡中,基于液膜的 各方面性质进行简要的原理上的分析。液膜在水平状态下是具有很强的韧性的,轻易 不会被拉断,然而当我们将水平面倾斜,气泡如果在近液面处或者是液体表面,那么 就会被迫斜过来伸长,又加之气泡是在一个低压甚至接近真空的环境压强之下,变形 也导致了内外压强的二次失衡,所以旗袍就十分容易破裂。国外学者根据这个特性, 针对真空下气泡容易破裂这个性质,遵守气泡及流体运动学基本规律,建立了薄膜脱 泡的理论,并且专门对高粘度液体在旋转圆锥表面形成液膜的性质做出了研究和大胆 推断,即在这种便于伸展的表面液体主要表现为层流状态,也就是说在适当的条件下 是完全可能充分展开成薄膜的。可是在液膜外轮廓,气泡将会受到来自液体本身向上 的浮力、流场对于气泡的拖曳阻力,还必应该纳入计算范围的是离心力对气泡运动规 律的影响。所以需要根据不同的脱泡装置进行气泡的力学分析,以达到脱泡效果最优 化,效率最高。