单组份气体溶气法气泡的生成机理和试验研究

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1、学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：2晰牯．工。学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任

2、何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。嚣兰垫v导师签名：区o’／L／日期：2‘，伊S·?o日期：形朋丫．了，耖·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出(含解密年限等)。中文摘要论文题目：专业：硕士生：指导教师：单组份气体溶气法气泡的生成机理和试验研究化工过程机械韩健(签名)樊玉光(签名)韩使摘要气浮技术是一种实现固一液或液一液分离的技术，被广泛应用于印染、造纸、皮革、炼油、电镀、化工、化纤、餐饮等行业。压力溶气法是众多气浮制气法中的一种，具有微气泡的微细、均匀、密集

3、、受液体扰动小的特点。其原理是利用微小气泡在上升过程中与液相中杂质颗粒或浮选颗粒相结合，提高颗粒浮力将其带到液体表层，利用刮渣设备去除。研究微气泡的粒径、数量和消耗能量的大小直接关系到气浮技术的成本和效率，用理论和试验研究微气泡的生成机理具有很大的现实和理论意义。影响气浮效果的最主要因素是微气泡的尺寸。本研究以溶气压力、释放器形式、气体种类这几个重要参数为依托，研究了单组份气体(氮气和氧气)作为溶气法气源情况下的溶解释放过程，为单组份溶气法的研究提供参考和理论依据。首先理论分析了气体在水中的溶解机理，得到了氮气、氧气在不同温度时两种溶解形式所占的比重，为提高溶解效率提供了理论

4、依据；随后，研究了溶气法气体析出的成核过程及其全过程的自由能变化，得到了与其成核自由能变化相关的参数。在此基础上，设计了氮气、氧气、空气的溶气法微气泡发生试验装置和气泡图像捕捉装置，并加工制造出六种结构相似释放角度不同的释放器作为整体试验中的又一个变量，最后进行了完整的试验设计。利用FLUENT流场模拟软件模拟出了每一组试验中释放器腔体内的压力场和速度场，模拟结果表明释放器释放角度越大其释放器腔体内的压差以及流体速度越大，且最终生成微气泡的粒径大小随溶气释放器释放角度的增大而增大。依据设计好的方案进行试验，释放角度相同时，得到氧气、氮气、空气的微气泡直径都随溶气压力的增大而增

5、大，且在0．4MPa后增大趋于缓和；相同溶气压力下，得到氧气、氮气、空气的微气泡直径都随释放角度的增大而增大；压力和释放角度都一定时，三种气体的气泡直径关系为为氮气<空气<氧气，但随着溶气压力的升高，直径的差异逐渐减小。通过以上理论及试验研究，对影响单组份气体溶气法微气泡尺寸大小及相关影响因素做出了分析和论证，为单组份溶气法运用到气浮技术提供参考和理论依据。关键词：单组份溶气法微气泡气泡直径初始压力压力释放速率论文类型：基础研究Ⅱ英文摘要Subject：Speciality：Name：Instructor：Theformationmechanismandtestresearc

6、hofmicrogasbubblesinone-componentdissolvedairmethodChemicalProcessEquipmentHanFanABSTRACTAirflotationtechnologyisakindofsolid-liquidorliquid—liquidseparationtechnology，andhasbeenwidelyusedinprintinganddyeing，papermaking，leatherproduction，oilrefining，electroplating，chemicalindustry，chemicalf

7、iber，foodandbeverageandotherindustries．Thepressuredissolvedairmethodisonekindofflotationprocess，wimthemicroairbubblehavingthecharacteristicsoffree，uniform，dense，andsmalldisturbancebyliquid．Itsprincipleistocombinethetinyairbubblesintheprocessofrisingwitht